경도시험 (Hardness Test)

소개글

경도시험 (Hardness Test)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

3 장. 경 도 시 험 (Hardness Test)


3. 1 경도시험의 목적

3. 2 경도시험의 종류

3. 3 실험재료와 시험편 치수

3. 4 브리넬 경도시험

3. 5 로크웰 경도시험

3. 6 마이크로 비커스 경도시험

3. 7 쇼어 경도시험

3. 8 긋기 경도 시험 (참고)

3. 9 경도실험 결과에 대한 종합 보고서 작성 및 토론

본문내용

3 장. 경 도 시 험 (Hardness Test)
3. 1 경도시험의 목적
경도시험의 목적에는 사용 재료의 경도값을 알고자 하는 경우, 경도값으로부터 강도를 추정하고 싶은 경우 또는 경도값으로부터 시험편의 가공상태나 열처리상태를 비교하고 싶은 경우등이 있다. 재료의 단순경도값을 알고자하는 경우에는 적절한 시험방법을 선택하면 된다. 그러나 경도값으로부터 강도를 추정하는 경우에는 근본 목적이 강도의 추정이므로 침탄처리 등의 표면처리된 시험편이나 가공경화가 많이 일어나는 재료에 있어서 가공에 의한 표면경화가 나타난 시험편은 경도값으로부터 강도를 추정하는데에는 문제가 있다. 경도값으로부터 시험편의 가공상태나 열처리상태 등을 알고 싶을 경우에는 그에 따라 적절한 경도 측정 방법을 결정해야 한다. 이런 경우에는 대개 표준 압입체를 바꾸거나 시험 하중을 바꾸어서 5회 이상의 경도값을 측정할 필요가 있다.
3. 2 경도시험의 종류
광물이나 기계용 구조재료 등에서 중요한 물성 중의 하나가 경도이며 표준 물체에 대한 상대값을 나타낸다. 특히 금속재료, 고분자재료 및 무기재료를 분쇄하거나 절단, 연마하는 재료인 연마재와 절삭공구, 초경재료에 있어서는 다른 물질에 의하여 힘을 받아서 마모 또는 파괴가 일어난다.
이러한 용도로 쓰이는 재료에서는 경도라는 척도로 그 특성을 나타내는데 경도는 그 물질의 고유한 성질로써 주로 결정구조, 결합력, 원자간 거리, 소결방법 등에 따라 경도가 다르다.
경도 시험방법은 시험하는 방법에 따라 압입경도시험, 반발경도시험, 긁기경도시험의 세가지가 있고, 가하는 하중의 크기에 따라 마크로 경도시험 (1kgf이상의 하중 사용)과 마이크로 경도 시험 (1kgf이하의 하중 사용)으로 나눌 수 있다.
3. 2. 1 압입 경도시험
시험편을 강체에 가까운 압입자로 시험편에 누를 때의 변형에 대한 저항력의 크기로 경도를 나타내는 것으로써 일정하중에서의 변형의 크기를 이용하는 방법, 영구변형의 크기에 의한 방법, 일정한 크기의 압입 필요한 하중의 크기로 표시하는 방법등이 있다.
① 브리넬 경도시험
② 로크웰 경도시험
③ 비커스 경도시험
④ 마이크로 경도시험
⑤ 누프 경도시험
⑥ 마이어 경도시험
3. 2. 2 반발 경도시험
시험편에 강체에 가까운 표준물체를 낙하시켜 충격적으로 압입할 때의 변형에 대한 저항력의 크기 또한 표준물체의 반발정도에 의한 경도를 나타내는 방법이다.
① 쇼어 경도시험
② 에코팁 경도시험
3. 2. 3 긋기 경도시험
시험편을 어떤 표준 물체에 긁었을 때의 흠으로 경도를 비교하는 방법으로 일정한 하중으로 흠의 크기를 기초해서 시험하는 방법이다.
① 모오스 경도시험
② 마텐스 경도시험
3. 2. 4 펜듈럼 경도시험
보석 혹은 강철 볼이 하버트 펜듈럼과 같은 장치가 있는 물체에 고정되고, 이것이 시험하려는 시험편 위에서 밸런스가 된다. 이 팬듈럼은 진동하며, 처음 진동의 진폭 혹은 10회의 진동에 대한 진동 시간으로 경도를 측정한다. 이런 원리로 시험하는 방법은 하버트 펜듈럼 경도시험이 있다.
☞ 본 실험에서는 경도시험의 대표적인 압입 경도시험방식의 브리넬 경도시험, 로크웰 경도
시험, 마이크로 비커스 경도시험과 반발경도시험 방식의 쇼어 경도 시험을 통하여 재료의
경도를 측정하고 이 때 얻어지는 경도값을 상호비교 검토한다
3. 3 실험재료와 시험편 치수
3. 3. 1 실험재료와 시험편 치수
실 험 재 료 명
실험 재료와 관련된 KS 규격
기계 구조용 탄소강 (SM45C)
KS D3752
탄소 공구강 (STC 6)
KS D 3751
고속도 공구강 (SKH51)
KS D 3522
냉간 금형용 합금 공구강
(STD11)
KS D 3753
열간 금형용 합급 공구강
(STD 61)
KS D 3753
시험편의 형상과 치수
3. 3. 2 시험편 준비시 고려사항
(1) 시험편의 표면상태
경도시험은 하중방향에 수직한 평면에서 이루어져야 한다. 정학한 경도값을 알기위해서는 매끄러운 표면이 필요하며 최종 거칠기의 정밀도는 압입깊이에 따라 좌우된다. 압입깊이가 낮아질수록 보다 나은 마무리 작업싱 필요하다. 경도시험에 의한 압입깊이는 시험편의 경도 및 시험하중에 따라 다르지만 그 깊이는 아래표에 나타난 범위를 크게 벗어나지 않는다. 브리넬 경도시험과 비커스 경도시험의 경우에는 압입자국을 계측현미경으로 읽을 때 필요한 정밀도를 얻기 쉽게 압입자국의 둘레가 선명하게 보이도록 끝마무리를 할 필요가 있다.
마이크로 비커스 경도시험의 경우에는 압입자국의 크기가 200㎛이하, 경우에 따라서는 수㎛정도의 크기 이어서 시험편의 표면의 준비에 있어서 가공경화현상을 나타내는 재료의 경우에는 기계가공이나 연마 시에 표면 가공경화현상이 유발하지 않도록 조심해야 한다. 그라인더가공을 살짝하고 나서 연마지로 문지르면 표면 가공량을 최대한 줄일 수 있다. 일반적으로 연삭은 줄질이나 기계가공보다 경화효과가 적다. 열처리 시험편을 연삭으로 준비할 때는 국부적인 템퍼링이나 과열이 일어나지 않도록 조심해야 한다.
(2) 시험편의 뒷면
경도시험 중에 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. 쇼어 경도시험과 같이 동적시험에는 시험편과 받침대의 밀착이 나쁘면 압입자의 충돌시 반발에

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