경도시험과 강도와의 관계

소개글

경도시험과 강도와의 관계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ.경도시험의 개요
1. 경도의 정의
2. 경도시험의 목적
3. 경도시험의 준비
(1) 압입자(Indentor)
(2) 시험편의 표면상태
(4) 시험편의 유지
(3) 시험편의 뒷면
(5) 시험부위
4. 경도시험에 있어서 일반적인 유의사항
5. 경도 측정의 종류
(1) 압입경도시험
(2) 반발경도시험
(3) 긋기경도시험

Ⅱ.경도시험방법의 종류와 측정원리
1. 브리넬경도시험
(1)브리넬경도시험의 측정원리
(2) 압입자와 압입하중의 선정방법
(3) 시험조건
(4) 브리넬경도시험기
(5) 압입자국의 측정과 경도값의 표시방법
(6) 브리넬경도 시험결과에 영향을 주는 인자
(7) 브리넬 경도시험의 특징과 용도
2. 마이어경도시험
3. 로크웰경도시험(Rockwell Hardness)
4. 비커스경도시험(Vickers Hardness Test)
(1) 브리넬경도와 비커스경도 시험기의 압입자의 관계
(2) 비커스경도시험의 측정원리
5. 미소경도시험(Micro Hardness Test)
(1) 시험기의 종류와 구조
(2) 미소비커스 경도
(3) 누프경도시험(Knoop Hardness : HK)
6. 반발경도시험(Rebound Hardness Test)
(1) 쇼어경도시험(Shore Hardness Test)
(2) 에코팁경도시험
7. 긋기경도시험(Scartch Hardness Test)
(1) 모오스경도시험(Mohs Hardness Test)
(2) 마르텐스경도시험(Martens Hardness Test)
8. 고온경도시험

Ⅲ.경도와 강도의 상관관계

본문내용

비교하는 수단으로서 실용상 매우 중요하기 때문이다.
2. 경도시험의 목적
경도시험의 목적에는 재료의 경도값을 알고자 하는 경우, 경도값으로부터 경도를 추정하고 싶은 경우 또는 경도값으로부터 시편의 가공상태나 열처리상태를 비교하고 싶은 경우 등이 있다. 재료의 단순경도값을 알고자하는 경우에는 별 문제가 없고 적절한 시험방법을 선택하면 된다. 그러나 경도값으로부터 강도를 추정하는 경우에는 근본 목적이 강도의 추정이므로 침탄처리 등의 표면처리된 시험편이나 가공경화가 많이 일아나는 재료에 있어서 가공에 의한 표면경화가 나타난 시험편은 경도값으로부터 강도를 추정할 수 없다. 경도값으로부터 시험편의 가공상태나 열처리상태 등을 알고 싶을 경우에는 그에 따라 적절한 경도 측정순서나 방법을 결정해야 한다. 이런 경우에는 대개 입자를 바꾸거나 하중을 바꾸어서 2회이상의 측정값을 측정해야 할 필요가 있다.
3. 경도시험의 준비
(1) 압입자(Indentor)
브리넬경도시험기를 제외한 대부분의 압입경도시험기는 압입자로서 다이아몬드를 사용한다. 다이아몬드는 자연계에 존재하는 재료 가운데 가장 단단한 것으로서 시험하중을 가할 때 변형에 대한 저항이 커서 경도시험에 대한 영향이 작으므로 압자로서 널리 쓰인다. 다이아몬드의 형상, 선정과 부착은 매우 숙련된 기술을 요하는 것으로서 흠이나 균열이 없어야 한다. 아무리 경도시험기를 잘 만들었더라도 마모에 의해 못쓰게 되는 것이 아니고 부르러져 못쓰게 된다. 다이아몬드압자는 형상가공 뒤에 반드시 고배율로 확인해야 하고 경도시험기에 부착한 다음에는 경도기준편으로 확인해야 한다.
(2) 시험편의 표면상태
경도시험은 하중방향에 수직한 평면에서 이루어져야 한다. 정확한 경도값을 알기 위해서는 매끄러운 표면이 필요하며 최종 거칠기의 정밀도는 압입깊이에 따라 좌우된다. 압입깊이가 낮아질수록 보다 세밀한 마무리 작업이 필요하다. 경도시험에 의한 압입깊이는 시험편의 경도 및 시험하중에 따라 다르지만 그 깊이는 표 1에 나타난 범위를 크게 벗어나지 않는다. 브리넬 경도시험과 비커스경도시험의 경우에는 압입자국을 계측현미경으로 읽을 때 필요한 정밀도를 얻기 쉽게 압입자국의 둘레가 선명하게 보이도록 끝마무리를 할 필요가 있다.
마이크로 비커스경도시험의 경우에는 압입자국의 크기가 200㎛이하, 경우에 따라서는 수㎛정도의 크기이기 때문에 시편의 표면을 매끈하게 연마할 필요가 있다. 특히 표면의 준비에 있어서 가공경화현상을 타나내는 재료의 경우에는 기계가공이나 연마시에 표면 가공경화현상이 유발하지 않도록 조심해야 한다. 그라인더가공(Grinding)을 시행한 후 연마지로 문지르면 표면가공량을 최대한 줄일 수 있다. 일반적으로 연삭은 줄질이나 기계가공보다 경화효과가 적다. 열처리 시험편을 연삭으로 준비할 때는 국부적인 템퍼링이나 과열(burning)이 일어나지 않도록 한다.
(3) 시험편의 뒷면
경도시험중에 시험편이 이동하면 측정결과에 오차가 생긴다. 기본적으로는 시험편의 표면과 뒷면이 평행한 평면이어야 한다. 로크웰 경도시험과 같이 압입깊이를 측정하는 방식의 경우에는 시험편과 시험편의 받침대와의 밀착이 좋아야 한다. 쇼어경도시험과 같이 동적시험에는 시험편과 받침대의 밀착이 나쁘면 압입자의 충돌시 반발에너지의 일부가 손실되어 시험결과에 나쁜 영향을 미친다.
(4) 시험편의 유지
불규칙한 형상의 시험편이나 매우 작은 시험편의 경도를 측정할 필요가 있을 때는 시험편을 적절한 방법으로 시험방법에 맞도록 고정시켜야 한다. 로크웰경도시험의 경우에는 측정결과에 영향을 주지 않을 정도로 단단한 수지에 마운팅(mounting)을 해서 사용한다.
(5) 시험부위
시험편에 따라서는 시험부위가 지정되어 있는 것도 있지만 시험부위의 지정이 없는 경우에는 다음의 점들을 유의해야 한다. 대체로 재료는 이상적으로 균일하지 않고 더구나 압연이나 열처리 등의 가공을 거쳤을 때는 더욱 그러하다. 따라서 하나의 시험편에서 한 점만 시험결과로 전체의 경도를 나타내는 것은 정확하지 않다. 일반적으로 여러 점의 측정 평균값을 미리 조사하든가 혹은 이미 알고 있다면 그 경향에 따라 측정구역을 미리 구분한다. 그리고 각 구역에서 그 면적에 대응한 측정점만큼 경도시험을 하고 그 평균값을 구한다. 이와같이 하면 실제로 시험편의 경도값을 대표할 수 있는 경도를 구할 수 있다.
4. 경도시험에 있어서 일반적인 유의사항
경도시험을 최대로 활용하기 위하여 경도시험의 방법에 따른 원리, 장단점 그리고 시험방법의 한계 등을 정확히 알고 있어야 한다. 각각의 경도시험방법에 대한 인식이 정확하지 않을 때는 그 결과가 전혀 다르게 나타날 수도 있기 때문이다. 예를 들면 가벼운 강구를 일정한 하중으로 시험편에 가압했을 때 눌린 깊이를 경도의 눈금으로 한다면 강철이 고무보다 변형이 작으므로 상식대로 강철이 단단하다는 결과를 나타낸다. 그러나 하중을 제거한 뒤에 영구변형에 의해 나타나는 눌린자국의 크기를 경도의 눈금으로 하면 눌린 자국이 남지않은 고무가 더 단단하다는 결론이 나게 된다. 따라서 경도시험방법에 따라 얻어지는 경도값이 재료의 어떠한 성질을 표시하고 있는가에 유의할 필요가 있다. 경도시험을 수행할 때 일반적인 순서에 따른 유의점을 생각해보면 다음과 같다.
① 경도시험의 목적을 분명히 한다.
② 알맞는 시험방법을 선택한다.
③ 측정값이 오차범위를 확실히 한다.
④ 시험기의 작동상태와 정밀도를 파악한다.
⑤ 시험편을 준비한다.
⑥ 시험편의 어느 부분의 경도를 측정할 것인지를 결정한다.
⑦ 경도측정횟수를 결정한다.
⑧ 시험편을 시험기에 놓는다.
⑨ 시험을 실시한다.
⑩ 경도값을 읽고 적거나 계산한다.
⑪ 측정결과에 후속조치를 한다.
5. 경도 측정의 종류
경도시험방법은 대단히 많고 시험방법에 따른 경도 눈금도 많다. 경도시험방법은 시험하는 방법에 따라 압입경도시험, 동적경도시험, 긁기경도시험의 세가지가 있고, 가하는 하중의 크기에 따라 마크로 경도시험(1kgf이상의 하중 사용)과 마이크로 경도시험(1kgf이하의 하중 사용)으로 나눌 수 있다.
(1) 압입경도시험
시험편을 서로 누르거나 강체에 가까운 압입자를 시험편에 누를 때의 변형에 대한

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