경도,충격

목차

재료시험의 정의

충격시험 및 경도시험

1. 경도 실험의 목적

2. 실험 내용

～ 경도기의 종류

～ Charpy 충격 시험

～ 브리넬 경도 시험

4. 실험방법

본문내용

s38 DEG -cos50 DEG )*0.75m
=2.8003 kgf CDOT m
샤르피 충격치 U는 시험편을 절단하는데 필요한 에너지 E를 노치부의 원 단면적으로 나눈 값으로 표시된다.
U= { W*l(cos beta -cos alpha) } over {A } kgf CDOT m / { cm}^{2 }
= { 25.71kg TIMES 0.75m TIMES (cos38 DEG -cos50 DEG )} over { 100 TIMES { 10}^{ -2}( { cm}^{ 2} )}
= 2. 8003kgf CDOT m / { cm}^{2 }
♧고찰
(1) 오차가 일어날 수 있는 원인
①시편의 노치 부분과 해머가 정확히 중앙에 맞지 않을 경우
②지시계의 바늘이 관성 또는 마찰등에 의해 정확한 값을 나타내지 못 한 경우
③온도의 영향
④시편의 규격이 KS규격과 다른 경우 등을 들 수 있다.
(2) 실험 결과를 보면 연성 및 취성을 판단할 수 있는데 특별히 파단연신율 을 측성하여 취성·연성을 판단할 수 있다. 파단연신율이 수 %이하이 면 취성재료, 십 수 %이상이면 연성재료로 구별할 수 있다. 시편을 보면 취성재료의 파면형상을 하고 있는데 즉, 파괴에 이르기까지 흡수되는 에 너지의 양이 적고, 균열이 급속히 진전되는 것이 그 특징이라 할 수 있 다.
(3) 또한 연성재료라 할지라도 재료에 노치나 균열이 있는 경우 취성파괴의 양상을 보이는데 이것을 노치취성이라고 한다. 또한 노치의 형상에 따라 서 측정되는 충격치의 값이 달라지는데 이것을 노치효과라고 한다.노치의 크기가 같더라도 노치의 반지름이 작은 것 즉 뾰족한 형상을 하고 있는 경우에 더 빨리 절단되고 시편의 충격치의 값이 작게 측정된다. 따라서 재료의 정확한 특성을 측정하기 위해서는 이러한 것들을 명확히 명시하 여야 한다.
∼ 브리넬 경도 시험
브리넬 경도는 강구나 초경합금구 압자를 사용하여 시료면에 영구 압흔을 하중을 압흔의 직경으로부터 구한 표면적으로 나눈 값을 다음식을 통하여 구한다.
(1)은색 재료
{ H}_{ B}= { P} over { { pi { d}^{ 2} } over {4 } (1+ { { d}^{2 } } over {4 { D}^{2 } } ) }
( P = 1500 kgf , D = 10 mm , d = 4.4 mm )
= (4.4/1500/15s)94.0956
(2)황동색 재료
{ H}_{ B}= { P} over { { pi { d}^{ 2} } over {4 } (1+ { { d}^{2 } } over {4 { D}^{2 } } ) }
( P = 1500 kgf , D = 10 mm , d = 5.1 mm )
=(5.1/1500/15s)68.9448
(3)로큰웰 경도기에 의한 경도 측정
■로큰웰 경도기의 경우 두가지 종류가 있다. B 스타일과 C 스타일이 있는데, 전자의 경우은 주로 연한재질의 경도 측정을 위한 것임에 반해, 후자의 경우는 단단한 재질의 경도 측정을 위한 것이다.
B스타일의 경우 강철볼을 이용해서 압입자국의 지름을 이용 경도측정에 이용한다.
C경도기-
{H }_{R(C) }= 41.6
B경도기
{H }_{R(B) } =78.7
4. 실험방법
(1) 시험편을 압자 스핀들에 수직되게 설치한다. 구좌면을 가진 앤빌위에 시험편을 올려놓고, 앤빌 승감봉을 상승시켜 시험편을 압자에 접촉시 켜 구속시킨다.
(2) 시험편에 하중을 15초 동안 가한다. 하중을 가하기 위해 릴리프 밸브 를 약간 잠그고 유압 펌프의 레버를 상하로 작동시켜 설정하중까지 압 력을 올리고, 중추걸이가 떠올라 소요하중이 시편에 가해지게 하여 15 초 유지시킨다.
(3) 하중을 제거시키고 시험편을 제거한다. 릴리프밸브를 반시계 방향으로 돌리면 고압유는 저압유로 유출되어 유압을 제거하므로 중추걸이는 처 음의 위치로 강하되고, 압력지시계의 지침은 0으로 되돌아 간다. 엔빌 승강봉을 하강시키고 시험편을 제거한다.
♧고찰
(1) 재료의 경도값이 실험치와 다른이유
① 시험편이 압자스핀들에 설치할 때 수직하게 되지 않을 경우
② Strain Line을 고려해야 한다. 시험편의 여러 부위에 시험한 압흔 이 있는데 이것들에 의한 Srtain Line이 형성되어 정확한 측정값 이 나오지 않는 경우
③ 하중시간의 차이나 정확한 하중이 작용하지 않는 경우, 실제로 실 험기의 하중이 조금씩 떨어졌다. 그리고 정확한 시간의 측정을 못 하는데 시편에 가해지는 하중이 순간적으로 1500 kg이 되는 것이 아니라 1500 kg에 도달하기까지 어느 정도 시간이 소요되기 때문 에 정확하게 시험시간을 정하기가 어렵다.
④ 압흔의 지름을 광학렌즈로 측정을 하는데 이것도 사람의 시각에 의존하게 되므로 정확한 값이라 말할 수 없다. 이러한 오차들이 발생하여 재료의 경도값이 오차를 일으킬 소지가 있다.
⑤ 시험편의 온도에 대한 영향을 고려해야한다. 일반적으로 금속재료 들은 온도 의존성이 나타나는데 이러한 온도 조건에 의해서 오차가 발생 할 수 있다.
충격시험기의 종류
☆아이조드형의 충격시험기
용량 :10.2 20.4 40.8 76.5 153 225kgf·cm
해머우측각도 :150
시험편 길이: 75
mm
(샤르피 55
mm
)
크기(W D H) :500 160 400mm
중량 :50kg
아이조드 충격시험 (Izod impact test)
샤르피 충격 시험과 같은 진자 충격 시험으로 재료의 점도, 혹은 무른 정도(軟度)의 판정을 목적으로 행해진다. 벤 자리(노지)를 만든 시험편을 외팔보식으로 가로로 설치하고 노치부와 같은 방향에서 진자에 의해 충격하중을 주어, 시험편을 절단하는 데에 요하는 에너지를 충격치로 kg-m 단위로 나타낸다. 시험편의 한끝을 노치부에 고정하고, 다른 한쪽끝을 노치부로부터 22㎜ 떨어진 위치에서 노치부와 같은쪽면을 해머로 1회만 충격을 주어 시험편을 파단시키고 아이조드 충격치를 측정한다.
아이조드 충격시험편 (test piece for Izod impact test)
아이조드 충격시험에 사용하는 시험편. KS에서는 2종류의 V노치 시험편이 규정되어 있다.

키워드

긋기 시험(scratch test),   반발시험(rebound test),   에코팁경도기,   에코스테이트 경도기,   SHORE 경도기 (Analog Type),   SHORE 경도기 (Digital Type)