경도시험(로크웰 시험 브리넬 시험)

소개글

경도시험(로크웰 시험 브리넬 시험)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적 -------------------------------------- P.1

2. 실험이론(로크웰 시험) ------------------------------- P.2

3. 실험장치(로크웰 시험) ------------------------------- P.4

4. 실험방법(로크웰 시험) ------------------------------- P.5

5. 실험결과 (로크웰 시험) ------------------------------- P.5

6. 실험이론(브리넬 시험) ------------------------------- P.6

7. 실험장치(브리넬 시험) ------------------------------- P.6

8. 실험방법(브리넬 시험) ------------------------------- P.7

9. 실험결과 (브리넬 시험) ------------------------------ P.8

10. 결론 및 고찰 ------------------------------------ P.9

11. 용어정리 -------------------------------------- P.10

12. 참고문헌 -------------------------------------- P.10

13. 참조 ----------------------------------------- P.11

본문내용

.
t : 오목부의 깊이 (mm)
시험편의 폭은 오목부 지름의 약 5배 이상으로 한다.
7.실험장치(브리넬 시험)
<그림5. 전동식 브리넬 경도시험기(DAM-305), 수동식 브리넬 경도시험기(BO-3)>
8.실험방법(브리넬 시험)
1. 파워케이블을 체크하고 파워스위치를 켠다.
2. 시험강도를 선택한다. 시험강도는 5가지 시험강도를 선택할 수 있다.
시험힘(N)
시험힘(kgf)
추의 조합
1839
187.5
추걸이
2452
250
추걸이 +1.25kg 추
7355
750
추걸이 +1.25kg 추 +10kg 추x1
9807
1000
추걸이 +1.25kg 추 +10kg 추x1 +5kg 추x1
29420
3000
추걸이 +1.25kg 추 +10kg 추x5 +5kg 추x1
본 실험에서는 10mm의 강구를 사용하여 9807N의 시험힘으로 테스트를 수행하기로 한다.
3. 시험강도의 홀딩타임을 설정한다.(15초)
4. 시험체를 specimen table의 센터에 놓고 hand wheel을 부드럽게 회전시켜 specimen table을 위로 올린다.
5. Hand wheel이 스키드에 닿으면 회전을 멈추고 "Start" 버튼을 눌러서 시험을 시작한다.
6. 시험이 끝난 후 hand wheel을 시계반대방향으로 돌려서 specimen table을 아래쪽으로 내려서 시험체를 치운다.
7. 홈의 직경을 측정한 후 첨부한 부록1(appendix1)과 부록2(appendix2)에 나와 있는 표를 사용하여 경도치를 환산한다.
8.1 브리넬 시험
브리넬 시험법은 여타의 압입 경도시험과 마찬가지로 부하속도와 하중유지시간에 따라 경도값이 달라지게 되므로 이를 고려해야 한다.
< 그림6. 부하속도와 하중유지시간에 따른 경도값 차이 >
특히 하중 유지시간의 경우에는 그 변화에 따라 경도값도 많이 달라지므로 대체로 10~
15초를 그 표준조건으로 잡고 있다. 또한 시편 표면의 압입자국을 정확하게 측정하기 위해서는 경도시험의 전 과정으로서 반드시 마무리 작업을 거쳐야 한다.
9. 실험 결과
9.1 주철
지름
HBW(10/1000)
직접계산
2.35mm
227.40
표에 의한 값
2.35mm
227
<표3. 실험결과표>
9.2 실험결과
<그래프2. 브리넬 결과 그래프>
< 그림7. 브리넬 실험 결과 >
10. 결론 및 고찰
이번 실험은 로크웰과 브리넬 시험법을 통한 기계적 성질 중 국부 소성변형에 대한 재료의 저항성을 알 수 있는 경도를 실험으로써 확인해보았다. 경도 시험법은 하중 및 속도를 조절할 수 있는 조건에서 시험할 재료를 조그만 누름자로 표면을 누름으로써 눌린 자국의 깊이 또는 크기를 확인하고 이를 통하여 경도 지수를 알 수 있는데 이 결과값을 토대로 눌린 자국이 크고 깊을수록 경도지수는 더 작게 되는 이론을 실험값과 비교하여 보는 실험이었다.
이번 실험에서 로크웰 시험법에서 결과는 오차가 있긴 했지만, 반복적으로 측정한 값들이 대체적으로 비슷하게 측정 되었다. 주철의 5번의 평균값이 66.48으로 측정 되었으며, 흐트러짐은 2로 측정 되었다.
브리넬 시험법에서는 전반기 때 만들어 놓은 주철 시편으로 9807N의 시험힘을 가하여 각 1회 실험하였다. 이 실험 또한 오차가 있긴 했지만, 이론값과 실험 계산값이 대체적으로 비슷하게 측정되었다. 주철은 HBW(10/1000)값이 표에서 찾은 이론값은 227이고, 실제로 측정하여 계산한 값은 227.4이었으며 오차는 0.4로 측정되었다. 브리넬 시험과 로크웰 시험에서 오차가 약간씩 발생하였는데, 이러한 오차가 발생한 이유로는 전반기에 시편을 만들 때 평평하게 가공하지 못한 가공오차로 인하여 압입계가 일정하지 않게 압입된 것 같다. 로크웰 시험에서 오차가 난 이유로는, 수동식으로 하는 장치이기 때문에 손으로 압자 고정 볼트를 건드릴 때 약간의 오차가 생겼을 것 같았다. 브리넬 시험에서는 홀딩타임에 차이에 있어서 약간의 오차가 생겼을 것 같다. 로크웰 경도계는 시험 흔적이 미세하여 기준하중(기초하중) 및 시험하중의 가압으로 시험편의 가공 상태에 따라 발생하는 오차를 최소한으로 방지하는 장점이 있는 것 같다. 또한, 이번실험에서 우리는 로크웰 시험에서 B scale을 사용하였는데, 이는 사용범위에 따라 스케일을 정하여 실험을 해야 하는 로크웰 시험의 특성 때문 인 거 같다.(B스케일의 사용범위- 동합금, 알루미늄합금, 가단주철, 연강) 이번실험을 통해서 알게 된 점은 로크웰 시험기는 압입깊이를 직접 눈으로 읽을 수 있어서 측정시간이 짧게 걸린다는 것과 유압식으로 되어 있어 작동, 시험하는데 매우 간편하다는 점을 알게 되었다. 하지만, 로크웰 시험기보다 브리넬 시험기가 다루기 더 편했던 것 같다. 재료에 맞는 무게만 올려놓고 시간만 조정해주면 자동으로 실험을 할 수 있었기 때문이다. 또한, 이번 실험을 통하여 알게 된 점은 중요한 재료의 기계적 성질 경도의 하나로 경도에 대해서 알아봤었는데 경도란 일반적으로 국부 소성변형에 대한 재료의 저항성을 나타낸다는 것을 알게 되었다. 물체에 압력을 가하거나 충격을 하였을 때 생기는 영구 변형에 대한 저항으로 강도와의 사이에 정량적인 관계값을 갖도록 공업적으로 규정하기 위해 경도시험을 하는 것을 알게 되었다.
이번 실험으로 로크웰 경도 시험기와, 브리넬 경도 시험기의 작동방법을 익힐 수 있었고, 경도에 대해 더욱 자세히 알게 된 것 같으며, 경도 측정방법은 사용목적, 시표편의 재질 등에 따라 달라진다는 것을 알았습니다.
11. 용어정리
● 경도
- 일반적으로 압입(indentation)으로 인해 생기는 영구변형에 대한 재료의 저항성으로
정의 된다.
● 브리넬링(brinelling)
-두 물체의 접촉에 의해 접촉면에 영구변형 압입자국이 남게 되는 현상을 말한다.
예) 반구형 돌출부가 있는 물체나 볼 베어링이 평면 위에 정지해 있는 경우
12. 참고문헌
Serope Kalpakjian, "공업재료가공학" , 피어슨 에듀케이션 코리아, 50p~53p
윤한기 오환섭 공저, "재료시험입문", 원창출판사, 85p~120p
http://www.metalkorea.biz/tech/hardness_tech1.html
13.참조

키워드

경도시험,   경도,   경도실험,   실험