경도시험실습

소개글

경도시험실습에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실 험 제 목

2. 실 험 목 적

3. 실 험 방 법

4. 실 험 이 론

5. 실 험 결 과

6. 실 험 고 찰

본문내용

변형의 종류 저항의 측정 방법에 따라 여러 가지 종류로 분류되고 있다. 경도 시험은 인장 시험과 더불어 기계적 시험법 중에서 가장 널리 사용되는 것으로 주로 금속재료에 많이 사용되고 일반 구조 재료에는 그다지 많지 않다 그러나 최근에 건축을 비롯한 각종 구조물 내화물 광물등에 까지도 점차 경도 측정 문제가 증가되고 있다.
◈ 경도 시험 방법
① 압입 경도 시험(Indentation test)
정적 하중이 볼(ball), 원추(pyramid), 피라미드 쐐기 (wedge) 등과 같은 압입체에 작용한다.
하중은 각종 시험기 또는 하중 장치를 통하여 작용케 할 수 있으나, 이 시험에는 특수 시험기인 경도시험기가 사용된다.
경도 시험에서는 압입체가 만든 면적 표면적 깊이 혹은 체적 등이 측정되고 또한 지시된 하중 및 측정된 압입 자국으로부터 경도치가 계산된다.
이 방식을 이용한 것에는 다음과 같은 것이 있다.
(1) 브리넬 경도계 (Brinell hardness tester)
(2) 로크웰 경도계 (Rockwell hardness tester)
(3) 비커스 경도계 (Vicker's hardness tester)
(4) 마이어 경도계 (Meyer hardness tester)
*각 경도기의 장단점
① 브리넬 경도기
- 장점 : ㉠ 커다란 압입자국을 얻을 수 있으므로 불균일한 재료의 평균적인 경도값을 측정할 수 있다.
㉡ 간단한 장치로 현장에서도 측정할 수 있다.
- 단점 : 압입자국의 측정에는 통상적으로 시험기에 부착된 직독식 계측 현미경을 사용하는데 보통 한 눈금이 0.05mm이기 때문에 0.01mm까지 읽는 것은 상 당히 힘들다.
② 로크웰 경도기
- 장점 : 측정법이 훨씬 현장향이고, 현재는 측정의 자동화가 이루어지고 있다.
- 단점 : 하중 부하 방법과 용도의 영향을 받는다.
③ 비이커스 경도기
- 장점 : 홈이 직경 1mm이하로 작기 때문에 생겨 올라간 제품의 주요 부분의 경 도를측정할 수도 있고, 또한 시험하중을 1kgf 이하로 한 미소 경도 시험 에서는 조직 의 미소부분의 경도의 정확한 측정이 가능하다.
- 단점 : ㉠ 압입자구의 주변은 넓은 범위에 걸쳐 소형변형이 발생된다.
㉡ 부하속도, 하중유지시간 등이 경도값에 영향을 주므로 이들 조건이 일정하게 정해지지 않으면 일관성 있는 경도값을 얻을 수 없다.
5. 실 험 결 과

시 편
1차
2차
평균
SM20C(하중2000kg)
3.9
3.8
3.85
SM45C(하중2000kg)
3.6
3.7
3.65

⇒ D(압입자 직경) : 10mm
d(압흔 직경) : 3.85
P(하중) : 2000kgf
HB= 에 대입
=
165.3
HB(10/2000) 165.3이라는 값이 나왔다.
브리넬 경도표=HB(10/2000)값이 180이므로 오차는 약 14.7이 난다.
구압입
직경,
mm
Brinell 경도 하중(kgf)
구압입
직경,
mm
Brinell 경도 하중(kgf)
500
1000
1500
2000
2500
3000
500
1000
1500
2000
2500
3000
2.00
…
158
316
473
632
788
945
4.25
…
33.6
67.2
101
134
167
201
2.05
…
150
300
450
600
750
899
4.30
…
32.8
65.6
98.3
131
164
197
2.10
…
143
286
428
572
714
856
4.35
…
32.0
64.0
95.9
128
160
192
2.15
…
136
272
408
544
681
817
4.40
…
31.2
62.4
93.6
125
156
187
2.20
…
130
260
390
520
650
780
4.45
…
30.5
61.0
91.4
122
153
183
2.25
…
124
248
372
496
621
745
4.50
…
28.9
59.6
89.3
119
149
179
2.30
…
119
238
356
476
593
712
4.55
…
29.1
58.2
87.2
116
145
174
2.35
…
114
228
341
456
568
682
4.60
…
28.2
56.8
85.2
114
142
170
2.40
…
109
218
327
436
545
653
4.65
…
27.8
55.6
83.3
111
139
167
2.45
…
104
208
313
416
522
627
4.70
…
27.1
54.2
81.4
108
136
163

⇒ D(압입자 직경) : 10mm
d(압흔 직경) : 3.65
P(하중) : 2000kgf
HB= 에 대입
=
184.7
HB(10/2000) 184.7이라는 값이 나왔다.
브리넬 경도표=HB(10/2000)값이 190이므로 오차는 약 5.3이 난다.

시 편
1차
2차
3차
4차
5차
6차
7차
평균치
SM20C
62
62
62
62
62
62
62
62
SM45C
65
66.5
66
65.5
65.5
66
66
65.7
6. 실 험 고 찰
이번 경도 실험에서 다룬 로크웰과 브리넬 경도계 장비는 고등학교 실습시간과, 저번학기 재료 공정 실습2 과목, 산업기사 실기시험을 통해서 장비 방법을 숙지하고 있었던 게 이번 실험에 많이 도움이 되었던 것 같다. 하지만 매번 비커즈 경도계는 사용법을 몰라 사용하지 못하였다. 하지만, 직접적인 장비를 만지지 못했지만, 이번 실습을 통해서 비커즈 경도계 실험방법을 숙지할 수 있게 되었다.
이번 브리넬 경도 실험에서 SM45C 경도값은 비교적 수치가 맞게 나왔는데, SM20C는 많은 오차를 나타내었다.
SM20C는 수평상태가 고르지 못하였다.
또, 하중을 가할 때 2000Kgf의 하중에 맞춰서 해야 하는데 펌프질하여 하중을 맞추는데도 문제가 발생하였을 것이다. 또한, 펌프질을 하고나서, 기다리는 시간을 달리 했을 때의 경도값이 차이가 날 수도 있을 것이다. 실험에서는 여러 가지 변수가 작용을 한다. 아마도 이번 실험에서 우리는 시편의 수평상태가 가장 많은 영향을 미쳤고, 그 이외에 기계적 요소의 차이의 보다 인적요소가 많은 영향을 미쳤을 것이다.

키워드

로크웰,   비커스,   브리넬