재료역학 시편 경도실험

소개글

재료역학 시편 경도실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론 ---------------------------------------------------3~8

ⅰ. 시험목적 -----------------------------------------------------------3

ⅱ. 시험이론 ---------------------------------------------------------4~8

Ⅱ. 본 론 --------------------------------------------------9~11

ⅰ. 시험장치 ---------------------------------------------------------9~11

ⅱ. 시험방법 --------------------------------------------------------11~14

Ⅲ. 결 론 -------------------------------------------------15~17

ⅰ. 시험결과 -----------------------------------------------------------15

ⅱ. 고 찰 ----------------------------------------------------16~17

ⅲ. 참고문헌 -----------------------------------------------------------17

표, 그래프, 그림 및 사진

-그림 1 강, 황동 및 주철의 경도와 인장응력간의 관계

-그림 2 Rockwell 시험의 원리도

-그림 3,4 쇼어 경도시험의 측정원리

-그림 5 수동 로크웰 경도시험기

-그림 6 Brinell 시험장치

-그림 7 쇼어경도 시험기 외관

-그림 8 경도 시험기 로크웰, 브리넬, 비커스, 쇼어 경도 환산표

-표 1 Rockwell scale

-표 2 5가지의 시험강도

-표 3 쇼어경도계의 낙하하중과 거리

-표 4 로즈웰 시험값

-표 5 쇼어 실험값

-표 6 실험값에 대한 다른 경도 환산

본문내용

다. 이 시험법에는 여러 가지의 누름자(indenter)와 하중을 조합함으로써 사실상 가장 단단한 것에서부터 가장 연한 것까지 모든 금속과 함금을 시험할 수 있는 스케일(scale)이 있다. 누름자로는 지름이 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 in. (1.588, 3.175, 6.350, 12.70 mm)인 경화 강구(steel ball)와 아주 단단한 재료의 시험을 위한 원추형 다이아몬드(Brale, 브레일) 누름자가 있다.
-시험원리
규정된 조건에 따라 누르개(다이아몬드 원추, 강 또는 초경 합금구 누르개)를 사용하여 시험면에 두 단계 하중을 가한다. 초기에 가한 기중 하중(F0, minor load)과 그 후에 가한 총 시험하중(F, major load)으로부터 생긴 침투 깊이의 차이(h)로 경도지수를 결정한다. 초기 기중하중을 작용시킴으로써 시험의 정확도를 높이게 되었다. 기준하중(F0)과 총 시험하중(F)의 양에 따라 로크웰과 가상 로크웰의 두 가지 형태가 있다.
① 로크웰(Rockwell)경도 : scale symbol - A~H, K
F0=10kgf(98.07N), F=60, 100, 150kgf(588.4, 980.7, 1471N)
② 가상 로크웰(superficial Rockwell)경도 : scale symbol - N, T
F0=3kgf(29.42N), F=15, 30, 45kgf(147.1, 294.2, 441.3N)
로크웰 경도는 h(깊이, mm)와 두 상수 N(잣대에 따른 상수: B scale - 130, C scale - 100), S(경도잣대단위 : BC - 0.002mm)로부터 아래 식에 의해 구한다.
이때 로크웰 경도값은 위의 식으로 측정된 누르개의 침투 깊이의 차이(h)로부터 산출하는데, 일반적으로는 측정 장치에 직접 표시된다.
1. 기중하중에 의한 누르개 자국 깊이 5. 시험면
2. 부가시험하중에 의한 누르개 자국 깊이 6. 측정기준면
3. 부가시험하중을 제거한 후의 탄성 회복량 7. 누르개 위치
4. 영구 누르개 자국 깊이
(3) 기호 및 표시(그림2,표1 참조)
① A,C,D 잣대로 로크웰 경도는 경도값, HR 기호, 잣대를 나타내는 문자 순서로 표기한다. 예) 60HRC : C 잣대로 측정한 로크웰 경도 60
② B,E,F,G,H,K 잣대의 로크웰 경도는 경도값, HR 기호, 잣대를 나타내는 문자, 누르개의 종류(강구:S, 초경 합금구:W)를 나타내는 문자 순서로 표기한다.
예) 60HRBW : 초경 합금구의 누르개를 사용하여 B 잣대로 측정한 로크웰 경도 60
③ N 잣대의 로크웰 표층 경도는 경도값, HR 기호, 총 시험 하중을 나타내는 숫자, 잣대
를 나타내는 N 문자 순서로 표기한다. 예) 60HR30N : 의 총 시험 하중, 30N의 잣대로 측정한 로크웰 표층강도 60
④ T 잣대의 로크웰 표층 경도는 경도값, HR 기호, 총 시험 하중을 나타내는 숫자, 잣대
를 나타내는 T 문자, 누르개의 종류(강구:S, 초경 합금구:W)를 나타내는 문자 순서로
표기한다.
예) 60HR30TS : 강구의 누르개로 의 총 시험 하중, 30T의 잣대로 측정
한 로크웰 표층 경도 60
로크웰
경도
잣대
경도
기호
누르개 형태
(mm)
기준 하중
()
N
부가 시험
하중()
N
총시험
하중()
N
적용 범위
(로크웰 경도 시험)
A
B
C
D
E
F
G
H
K
HRA
HRB
HRC
HRD
HRE
HRF
HRG
HRH
HRK
다이아몬드 원추형
지름 1.5875mm 구형
다이아몬드 원추형
다이아몬드 원추형
지름 3.175mm 구형
지름 1.5875mm 구형
지름 1.5875mm 구형
지름 3.175mm 구형
지름 3.175mm 구형
98.07
490.3
882.6
1373
882.6
882.6
490.3
1373
490.3
1373
588.4
980.7
1471
980.7
980.7
588.4
1471
588.4
1471
20 HRA∼88 HRA
20 HRB∼100 HRB
20 HRC∼70 HRC
40 HRD∼77 HRD
70 HRE∼100 HRE
60 HRF∼100 HRF
30 HRG∼94 HRG
80 HRH∼100 HRH
40 HRK∼100 HRK
15N
30N
45N
15T
30T
45T
HR15N
HR30N
HR45N
HR15T
HR30T
HR45T
다이아몬드 원추형
다이아몬드 원추형
다이아몬드 원추형
지름 1.5875mm 구형
지름 1.5875mm 구형
지름 1.5875mm 구형
29.42
117.7
264.8
411.9
117.7
264.8
411.9
147.1
294.2
441.3
147.1
294.2
441.3
70 HR15N∼94 HR15N
42 HR30N∼86 HR30N
20 HR45N∼77 HR45N
67 HR15T∼93 HR15T
29 HR30T∼82 HR30T
10 HR45T∼72 HR45T
◎ 브리넬 시험법
브리넬 경도라 함은 강구(鋼球) 누르개를 사용하여, 시험면에 구형 오목 부를 만들었을 때의 하중을 영구 변형된 오목부의 지름으로부터 구해진 표면적으로 나눈 값을 말하며, 다음 식으로 계산한다.
Brinell hardness=constant * (test force)/surface area of indentation
여기에서 HBW : 브리넬 경도 (kg/mm2)
P : 하중 (kg)
D : 강구의 지름 (mm)
d : 오목부의 지름 (mm)
(d=(d1+d2)/2, d1=오목부의 가로 지름, d2=오목부의 세로 지름)
단, HBW의 수치에는 보통 단위를 붙이지 않는다.
-시험편
① 시험편의 시험면은 평면이어야 한다.
② 시험면의 평면도는 오목부의 지름을 0.01mm까지 쉽게 측정할 정도로 되어 있어야 한다.
단, ②의 단서일 때에는 0.01을 0.05mm로 할 수 있다.
③ 시험편의 두께는 오목부 깊이의 약 10배 이상으로 한다. 어느 경우나 오목부가 생김으로서 일어난 변화가 시험편의 뒷면에 나타나지 않아야 한다. 오목부의 깊이는 다음 식으로 구한다.
여기에서 t : 오목부의 깊이 (mm)
시험편의 폭은 오목부 지름의 약 5배 이상으로 한다.
◎쇼어경도 시험법
쇼어 경도는 1906년 A.F.Shore가

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