경도,충격

목차

Ⅰ. 충 격 실 험

1. 실험방법

2. 실험결과

3. 고 찰

※ 참 조

Ⅱ. 경 도 실 험

1. 브리넬 경도 시험 방법

2. 로크웰 경도 시험 방법

3. 실험 결과

4. 고 찰

※ 참 조 (경도기의 종류)

본문내용

g)
경도 HB를 구하는 방법
B
지름 1.588mm의 강구
10
100
130～500h
단, h는 mm단위
C
꼭지각 120도, 앞끝 반지름 0.2mm의 다이아몬드 누르개
10
150
100～500h
단, h는 mm단위
◎ 로크웰 스케일의 분류
Scale
압 입 자
하 중 (kg)
적 용 재 료
H
E
K
1/18" 강구
1/8” 강구
1/8” 강구
60
100
150
대단히 연한재료
대단히 연한재료
연한 재료
F
B
G
1/16” 강구
1/16” 강구
1/16” 강구
60
100
150
백색합금등의 연한재료
강 등의 비교적 단단한재료
강 등의 비교적 단단한재료
A
D
C
다이아몬드 원뿔
다이아몬드 원뿔
다이아몬드 원뿔
60
100
150
초경합금 등의 단단한 재료
초경합금 등의 단단한 재료
극히 단단한 재료
3. 실험 결과
(1) 브리넬 경도계 -HB(10/1500)
시편종류
측정지름
황동의 압입자국 지름
알루미늄의 압입자국 지름
지 름
5 ㎜
4.7 ㎜
(2) 로크웰 경도계
가. B 스케일의 로크웰 경도 측정치 : HRB = 87
나. C 스케일의 로크웰 경도 측정치 : HRC = 44
(3) 브리넬 경도계산(평균치 이용)
브리넬 경도 계산식 :
[P(하중): 1500㎏ , D(강철 볼의 직경): 10㎜, 측정결과 d(압입자국의 직경) - 평균값]
가. 황동의 브리넬 경도
=
= =
∴
나. 알루미늄의 브리넬 경도
=
= =
∴
4. 고 찰
(1) 물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 것을 경도(Hardness)라고 하며 이것을 나타태는 기기를 경도시험기(Hardness Tester)라 한다. 이번 실험은 다양한 경도계를 이용하여 경도를 측정하는 실험이었다. 하지만 두 경도계의 측정치는 단순 비교할 수 없다. 경도는 무차원을 가지므로 같은 경도계를 이용하여 측정한 값들만이 비교하여 경도를 구할 수 있는 것이다.
(2) 실험에서 황동은 브리넬 경도 70, 알루미늄은 82 의 측정값을 얻을 수 있었고, 인터넷에 제공된 표를 통하여 측정값의 오차를 비교할 수 있었다. 아래 표에서 볼 수 있듯이 황동은 6:4 황동임을 알 수 있었고, 알루미늄은 큰 오차를 보였다.
인장강도(kg/㎟)
항복점(kg/㎟)
연신율(%)
브리넬 경도
쇼어 경도
7:3 황동
30～40
9
30～60
45～50
8～10
6:4 황동
40～44
10～13
45～55
70
10～20
[알루미늄 : 브리넬 경도 23～44]
(3) 이것은 우선 인터넷 자료에 하중을 몇을 주었는지 기재가 안되있어 조건상에 오차가 있을 수 있고,
(4) 실제 브리넬 경도실험에서 하중을 가할때, 정확히 1500 의 하중을 가할 수 없었다고 생각된다.
(5) 또한 강구의 마모를 생각할 수 있다. 볼은 경도가 큰 것이 사용되는데 일반적으로 경도가 큰 시험편에 사용하면 브리넬 시험기에 사용한 압입자가 소성 변형을 일으켜서 형상이 변한다. 변형된 볼로 시험을 하게되면 오차는 당연히 생길 것이다.
(6) 시험편의 시험면은 평면이어야 한다. 하지만, 여러 번의 실험으로 주변의 미리 생겨난 압입자국이 어떻게든 영향을 끼쳤을 것이라 생각된다.
(7) 그리고, 시험편의 평면도는 압입자국의 직경을 0.01mm까지 쉽게 측정할 정도로 되어 있어야 하지만, 접안식 계측현미경으로 압입자국 측정은 매우 흐릿하였고 여기서 측정오차가 있었을 것이다.
(8) 충격시험과 마찬가지로 재료의 기계적 성질을 측정하는 실험이었고, 여러 시험기로 경도를 측정할 수 있었다. 후일에 재료의 선택시 재료의 열처리나 냉간가공후 경도의 개선 정도를 측정할 때 적당히 사용할 수 있을 것으로 생각했으며, 일반적으로 재료의 기계적 특성의 하나로 경도의 표준 측정 방법과 그 의미를 알 수 있는 실험이었다.
※ 참 조 (경도기의 종류)
□ 비커스 경도 시험
(1) 정 의
비커스 경도란 맞모각이 136°인 다이아몬드 4각추 누르개를 사용하고 시험편에 피라미드형의 오목부를 만들었을 때의 하중을 영구 오목부의 맞모금의 길이로 구한 표면적으로 나눈 값을 말하며 다음 식으로 계산한다.
여기에서 HV : 비커스 경도 (kg/mm2)
: 하중 (kg)
: 오목부의 맞모금의 평균 길이 (mm)
: 맞모각
단, HV의 수치에는 단위를 붙이지 않는다.
(2) 시험기
가. 비커스 경도 시험에는 비커스 경도계를 사용한다.
나. 시험기는 수평으로 설치하고 진동을 받아서는 안 된다.
다. 시험기는 수시로 이상 유무를 확인해야 한다.
라. 누르개는 사용 중 결손, 균열 또는 마모되었을 때는 이를 사용해서는 안 된다.
(3) 시험편
가. 시험편은 오목부의 맞모금 길이의 1.5배 이상의 두께를 가져야 하며, 오목부가 생긴 탓으로 시험편의 이면에 변화가 생겨서는 안 된다.
나. 시험편면의 거칠기는 오목부의 맞모금의 길이의 0.5% 또는 0.0002mm를 초과해서는 안 된다.
(4) 시험 방법
가. 하중의 크기는 현미경 시야의 20～70%내에 오목부의 맞모금의 길이가 들어가야 하며 1. 5. 10. 20. 30 또는 50kg중에서 선택한다.
나. 경도를 측정하는 중심 위치는 이미 얻은 오목부의 중심에서 4d이상, 시험편의 끝에서 2.5d이상 떨어져야 한다.
다. 하중은 시험편에 수직으로 가한다.
라. 하중은 충격을 받지 않고 또한 운동 부분의 관성에 의한 오차를 무시할 수 있을 정도로 서서히 증가시켜서 규정의 크기로 한다.
마. 하중의 유지 시간은 30초를 표준으로 한다.
(5) 경도 측정
가. 오목부의 맞목금 길이는 하중을 제거한 후 측정하고 두 맞모금에 대한 측정치의 평균 길이로 한다.
나. 오목부의 맞모금 길이는 계측 현미경의 배율에 따라서 최소 눈금이 나타내는 길이까지지 읽는다.
다. 경도는 정수 한 자리까지로 하고 다음 수치는 KS A 0021(수치의 맺음법)에 따른다.
라. 경도의 수치에는 시험 조건을 표시하는 기호를 명기한다.
〈보기〉 하중 50kg인 경우 : HV (50) 250
□ 기타 초음파 경도기, 고무 / 플라스틱 경도기, 휴대용 경도기, 복합 경도계를 판매하는 것을 확인하였다. 또한 1㎜ 정도의 얇고, 작은 시료의 경도를 측정하기 위한 ‘미소 경도기’의 존재를 조사하였다.

키워드

아이조드(Izod) 충격 시험기,   노치 효과,   로크웰 경도 시험 방법,   비커스 경도 시험