비커스경도시험 보고서jo

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목차

비커스경도시험 보고서
1. 시험목적

2. 관련이론
① 브리넬경도시험
② 관력규격
③ 브리넬경도와 비커스경도 시험기의 압입자의 관계
④ 비커스경도시혐용 다이아몬드 피라미드 압입자의 개략도
⑤ 측정원리
⑥ 비커스경도시험의 특징
⑦ 시험편의 표면을 연마할 때에 연마에 의해서
⑧ 비커스경도시험

3. 실험장치

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 고찰 & 결론

7. 참고문헌

본문내용

경도를 얻기 위해서는 몇 가지 조건이 있다. [ 그림 5 ]
이미 만들어진 압입자국의 중심간 거리가 압입자국 대각선의 길이의 4배 이상 되는 곳 에서 경도시험을 해야 한다. (두 개의 압입자국이 너무 근접해 있으면 경도값이 높게 측정된다. )
가장자리 근처에서 시험할 때에는 시험편 모서리로부터 압입자국 대각선 길이의 2.5배 이상 안쪽에서 경도시험을 실시하지 않으면 안 된다. (시험편의 모서리 부분에 너무 가까우면 경도값이 낮게 측정된다. )
시험편의 두께는 최소한 압입자국 대각선 길이의 1.5배 이상이 되어야 한다. (시험 편이 너무 얇아서 소성변형 영역이 시험편의 뒷면에 미치면 측정된 경도값은
시편 지지대의 경도의 영향을 받는다. )
[ 표 1]에서 5kgf인 경우에 경도값에 따른 시험편의 최소 두께를 나타내었다.
◀ [ 그림 5 ] 비커스경도시험시
압입자국의 측정위치 간격
시험편의 경도()
900
700
500
300
100
최소두께()
145
164
194
251
434
▲ [ 표 1 ] 정확한 경도값 측정을 위한 시험편의 최소두께
3. 실험장치
제작회사 : Mitutoyo 모델명 : AVK-C2▲ 비커스경도시험용 계측기의 외관
▲ 비커스경도시험용 구조도▲ 비커스경도시험용 계측기
4. 실험방법
① 시험기의 좌측에 있는 조절판넬에서 전원을 ON으로 한다.
② 비커스경도시험시 조절판넬에서 HV으로 해주고, 누우프경도시험시에는 HK로 해준다.
③ 비커스경도시험기의 조절판넬에서 대물렌즈배율을 선정한다.
④ 하중작용시간을 설정한다.
하중작용시간은 5초, 10초, 15초, 20초, 25초, 30초로 변환이 가능하다.
◀ ①, ②, ③, ④ 참고
⑤ 시편을 앤빌 위에 올려놓고 조절판넬의 LAMP SW.를 돌려 광량조절하고 계측기의 접안렌즈를 보면서 초점을 맞춘다.
시편의 두께는 압입자국의 대각선 길이의 1.5배 이상으로 한다.
시험면에 있는 기름이나 산화물 들의 불순물을 제거한다.
복잡한 형상의 재료인 경우는 시험면이 수평으로 유지되게 특수장치를 사용한다.
⑥ 계측현미경 내의 기준선과 측정선을 일치시키고 시험기 전면 판넬 zero set sw.를 눌러 "0" set 한다. [ 그림 6 ]
◀ [ 그림 6 ]
⑦ 시험하중은 하중핸들을 돌려 시험에 적합한 하중을 선정한다.
하중은 시험기 우측부에 있는 하중변환핸들을 돌려 1kg, 2kg, 5kg, 10kg, 20kg, 30kg, 50kg으로 변환이 가능하며 시험편의 종류와 크기에 따라 적합한 것을 선정한 다.
비커스경도값은 같은 경도값을 갖는 시험편에 대해서는 시험하중에 관계없이 일정하게 나타나므로 시험하중 크기에 대한 규정은 없지만 고려할 몇 가지 사항이 있다.
- 시험편의 시험면의 크기에 따라 압입자국의 크기가 제한된다.
- 압입자국이 클수록 대각선 길이 측정의 상대적인 정밀도가 커진다.
- 계측현미경은 렌즈시야의 70%이내의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
⇒ 위의 조건을 종합한다면 시험하중은 압입자국이 시험편 크기를 고려해 가능한 크게하 나 현미경 시야의 70%이내에 존재하도록 선택하는 것이 좋다.
⑧ 시험하고자 하는 시편의 표면상태를 확인하고 이상이 없으면 터렛반을 돌려 같이 압입자 가 시험편측으로 오게 해준다. (표면이 매끄럽지 않은 경우에는 표면거칠기에 따라 경 도 값이 변한다. )
전면이 매끄러울 필요는 없으나 압입자국을 만드는 데에 필요한 넓이 정도만 매끄러우 면 된다.
⑨ 전면 조절판넬의 시작 스윗치(start sw.)를 누른다.
⑩ 유지시간이 경과 후 하중이 제거되면 대물렌즈가 시편 위로 향하게 터렛반을 돌려준다.
[ 그림 7 ]의 계측기내의 기준선과 측정선을 이용하여 압입자국의 대각선이 [ 그림 8 ] 상태로 해준다. 입력버튼을 누르면 압입된 자국의 대각선의 길이()가 측정된다. 다시 계측기를 90회전시켜 같은 방법으로 나머지 대각선의 길이()도 측정한다. [ 그림 9 ]
⑪ 이 때 화면에 지시되는 비커스 경도값은 내장된 컴퓨터가 계산하여 비커스경도값을 디지털로 표시해주는데 이것을 읽으면 된다.
▲ [ 그림 7 ] ▲ [ 그림 8 ] ▲ [ 그림 9 ]
⑫ 두 개의 대각선의 길이의 평균치를 구하여 경도값을 계산하고 환산표에서 확인한다.
=
5. 실험결과
재질
하중
측정횟수
압입자국의 대각선 길이
측정치
d₁
d₂
d
SS41
5kg
1회
247.1
251.6
249.35
149
2회
256.5
262.0
259.25
138
10kg
1회
369.0
366.0
367.50
137
Al합금
(7075)
5kg
1회
248.7
251.8
250.25
148
2회
266.1
259.2
262.65
134
10kg
1회
365.3
365.3
365.30
139
황동
5kg
1회
266.4
266.8
266.60
130
2회
276.4
268.1
272.25
125
10kg
1회
385.6
386.1
385.85
124
비커스경도()
관계식
= = =
▲ [ 그래프 1 ] 시편의 종류에 따른 비커스 경도값 ( 5kg ）
6. 고찰 & 결론
[ 그래프 1 ]에서 보면 경도값의 차이가 꽤 크다. 처음에는 ‘측정값을 잘못 적었나?’ 라고도 생각해봤는데 정확하게 적었다. 아무래도 내 생각엔 우리가 실험을 할 때, 연마를 제대로 하지를 않아서 표면에 거칠기가 남아있어서 경도값 차이가 많이 난거 갔다. 재료가 전체적으로 균일하지 않아서 경도값이 다르게 나왔기 때문에 우리는 여러곳의 경도값을 측정하여 평균을 취해야 한다. 또 다른 이유로는 우리가 압입자국의 대각선의 길이를 잴 때 사람마다 개인차가 있고, 측정자의 눈과 현미경 광축과의 어긋남에 따라 측정값이 변할수 있기 때문에 우리는 항상 같은 위치에서 측정을 해야한다. 기준선과 측정선으로 양 끝 모서리를 정확하게 찾지 않아서 차이가 많이 난거 같다.
7. 참고문헌
재료시험법 ( p.281 ~ 296 ) 오길환채두병김학윤연윤모송 건장군오 공저 첨단과학기술도서출판 기전연구사
재료기초 실습 ( p.119 ~ 130 김학윤송 건 공저 첨단과학기술도서출판 기전연구사
기계공학시험 ( p.196 ~ 200 ) 강 건박정도김태형 공저 보성각

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