재료물성실험 - 금속 경도 시험

소개글

재료물성실험 - 금속 경도 시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험의 목적
2. 실험 순서
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 결과 및 고찰
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

금속 경도 시험
-목차-
1. 실험의 목적
2. 실험 순서
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 결과 및 고찰
6. 결론
7. 참고문헌
1. 실험의 목적
1) 금속의 경도를 파악하기 위한 과정을 익힌다.
○ 경도 관찰을 하기 위한 시험편의 준비 및 여러 경도 측정기의 조작법을 익힌다.
2) 경도 시험의 원리와 방법을 이해한다.
○ 각 경도시험기의 작동 원리를 이해한다.
○ 각 경도시험기의 값을 비교해보고 분석한다.
2. 실험 순서
1) 경도 시험
○ Brinell Hardness Testing
○ Rockwell Hardness Testing
○ Micro Vickers hardness Testing (Vickers Hardness Testing)
○ Shore Hardness Testing
2) 분석
○ 시험 내용을 분석하고 각 경도기의 값을 비교하여 본다.
3. 실험 기구
1) 금속 시험편
○ 시험편의 표면상태
- 경도시험은 하중방향에 수직한 평면에서 이루어져야 한다.
- 정확한 경도 값을 알기위해서 매끄러운 표면이 필요하다.
- 브리넬 경도시험과 비커스 경도시험의 경우, 압입자국을 계측현미경으로 읽기 위해 압입자국의 둘레가 선명하게 보이도록 끝마무리를 할 필요가 있다.
○ 시험편의 뒷면
- 시험편의 표면과 뒷면이 평행한 평면이어야 한다.
- 시험편과 시험편의 받침대와의 밀착이 좋아야 한다.
- 시험편과 받침대의 밀착이 나쁘면 시험결과를 나쁜 영항을 미친다.
○ 시험부위
- 시험편의 경도 값을 대표 할 수 있는 경도를 구하기 위해 여려 점의 측정하고 그 평균값을 구한다.
- 여러 점을 측정 할 때 측적 부위의 4d이상 떨어진 곳에 측정한다.
2) 경도 시험기
○ 브리넬 경도 시험기
○ 로크웰 경도 시험기
○ 마이크로비커스 경도 시험기
○ 쇼어 경도시험기
4. 실험 방법
1) 경도 시험법
○ 경도시험의 목적
- 경도시험은 재료의 검사방법으로서 일반적으로 재료의 표면에 힘을 가하여 변형시킬 때 재료가 나타내는 저항력이다.
- 경도라는 용어에 대한 설명은 압입저항, 마모저항, 반발저항 등으로 표시하고 단위는 붙이지 않는다.
○ 압입경도시험(indentation test)
- 하중은 각종시험기 등에 부착된 하중장치를 통하여 작용케 하여 볼(ball), 피라미드(pyramid), 쐐기(wedge)등과 같은 압입체에 적용시켜 재료 표면에 전달되어 압입체가 만든 자국의 모양에 면적, 표면적, 깊이 혹은 체적 등이 측정되고 그들로부터 경도치가 계산된다. 이 방식을 이용한 예는 다음과 같다.
1) 브리넬 경도기
2) 로크웰 경도기
3) 비커스 경도기
4) 마이어 경도기
○ 긋기 시험(scratch test)
- 시험편 위에 표준물질로써 긋기 흔적을 만든다. 변형과 파괴가 동시에 포함되는 판정기준으로 같은 경도의 재료라도 여린 재료에서는 경도 값이 낮아지는 경향이 있다. 이 밖에 시험하려고 하는 시편위에 다이아몬드 또는 굳은 재질로서 긋기 흔적을 만들고 하중을 흔적의 폭으로 나눈 값으로 경도를 표시하는 마르텐스 경도시험계가 있다.
○ 반발시험(rebound test)
- 쇼어 방법과 같이 다이아몬드가 부착된 하중이 있는 누르개가 지정된 높이에서 재료 표면에 낙하시켜 이때 반발의 높이로서 경도를 측정한다. 초기 높이와 반발 높이의 차이는 주로 타격부분의 소성변형에 소요된 에너지의 대소에 의해 결정된다.
○ 이번 시험에서는 경도시험의 대표적인 압입 경도시험방식인 브리넬 경도시험, 로크웰 경도시험, 마이크로 비커스 경도시험과 반발경도시험 방식의 쇼어 경도 시험을 통하여 재료의 경도를 측정하고 이 때 얻어지는 경도 값을 비교 검토한다.
2) Brinell Hardness Testing
브리넬 경도 시험기
브리넬 경도 측정기
○ 브리넬 경도시험을 위한 KS 관련 규격
- KS B 0805 브리넬 경도 시험 방법
- KS B 5261 브리넬 경도 기준편
- KS B 5524 브리넬 경도 시험기
○ 시험기의 특징
- 시험편 윗면의 상태에 의하여 측정치에 큰 오차가 나타나지 않는다.
- 측정시간이 비교적 길다.
- 커다란 압입자국을 얻을 수 있으므로 불균일한 재료의 평균적인 경도값을 측정 할 수 있다.
- 간단한 장치로 현장에서도 경도를 측정할 수 있다는 이점이 있기 때문에 주물제품의 경도측정에 많이 이용된다. 자국이 커다랗다는 것은 제품검사의 측면에서는 안 좋다고 할 수 있으나 거꾸로 명확한 자국을 남김으로써 재질을 증명하는데 이용하는 예도 있어 커다란 자국이 남는다는 것이 결점이라고 할 수 없다.
○ 주용도
- 주물과 같이 재료의 자체의 불균일성이 커서 넓은 부위의 압입자국이 필요한 재료의 경도를 조사할 때 주로 사용한다.
- 시험편이 적은 것 특히 두께가 얇은 재료나 침탄강, 질화강과 같은 표면처리 강재의 표면경도를 측정하기에는 부정당하다.
○ 실험방법
- 시험편을 재질에 따라 압자의 크기와 하중 선택하여 시험편을 시험편대 위에 놓는다.
- Handle을 돌려서 시험편이 압자에 가볍게 닿도록 한다.
- Release Valve를 닫고 Plunger Pump의 Lever를 이용하여 설정된 하중만큼 가한다.
- 설정된 하중유지시간이 지난 후 Release Valve를 연다.
- 확대 현미경을 이용하여 X, Y축 방향으로 압흔의 크기 측정
- 압흔의 크기로부터 식을 사용하여 경도 값을 구하거나 환산표를 이용
○ 주의사항
- 시험기에 시험편을 setting 하고 하중을 가하기 전에 반드시 value를 오른쪽으로 돌려 잠궈야 한다.
- 먼저 압자의 5㎜나 10㎜의 강구를 선택하여 끼워야 하고 무게를 하중대로 맞추는 것을 잊어서는 안 된다.
- 시험기가 놓여 진 장소가 근처의 진동이 없어야 한다.
- 유압의 관계상 기계가 청결하고 주위가 깨끗해야 한다.
- 하중을 걸고 있는 동안에 하중의 변화가 ±0.1%로 초과해선 안 된다.
○ 브리넬 경도시험의 측정 원리
좌측 그림과 보는 바와 같이 지름이 D(10㎜)인

키워드

금속 경도 시험,   경도 시험의 원리,   경도 시험