[재료및용접실험] (결과) 경도시험(Hardness Test)

소개글

[재료및용접실험] (결과) 경도시험(Hardness Test)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 경도시험의 정의 및 목적 ---------------------------------------------Page. 3
　1) 경도시험(Hardness Test)의 정의
　2) 경도시험(Hardness Test)의 목적

Ⅱ. 정의 및 이론 -------------------------------------------------------Page. 4
　1) 경도시험(Hardness Test)의 종류
　2) 비커스 경도시험(Vickers Hardness)
　　2-1) 비커스 경도시험이란?
　　2-2) 비커스 경도시험의 측정원리
　　2-3) 비커스 경도시험의 관계식
　　2-4) 비커스 경도시험을 사용하는 이유?

Ⅲ. 비커스 경도시험 방법 -------------------------------------------------Page.6
　1) 시험순서
　2) 주의사항
　3) 이론값 계산
　4) 이론값 및 실험값 비교

Ⅳ. 결론 및 고찰 -------------------------------------------------------Page.14

본문내용

LPAK200 실행
④핸들을 돌려 시험편의 초점을 맞춤
⑤4..903N의 하중을 가한다.
⑥ 대각선의 길이를 확인 후 6회 반복한다.
2) 주의사항
비커스 경도시험의 경우에 압입자국의 대각선의 길이측정은 접안경(Ocular)과 계측현미경 등을 사용하여 실시한다. 따라서 시험기 자체의 성능과 압입자국 측정의 정확성 등이 경도측정값의 오차를 결정하게 된다.
또한 압입자국 측정시 다음 같은 사항을 주의한다.
① 조명램프의 위치를 적절하게 조정하여 시야 전체가 고르게 밝게 한다.
② 측정자의 눈과 현미경 광축과의 어긋남에 따라 측정값이 변하는 경우가 있으므로 항상 같은 위치에 앉아서 측정하도록 신경 쓴다.
③ 시험편 준비는 예를 들어 열간 가공 또는 냉간 가공으로 인한 표면 변화를 최소화 하는 방법으로 수행되어야 한다.
④ 비커스 마이크로 경도 압입 자국은 얇은 깊이를 갖기 때문에 준비 작업 중에 특별한 예방조치가 이루어지는 것이 필요하다. 재료에 적합한 연마/전기 연마를 사용하는 것이 바람직하다.
⑤ 시험편 또는 층의 두께는 압입 자국의 대각선 길이에 적어도 1.5배이어야 한다. 시 험 후에 시험편 뒷면에 변형이 있어서는 안 된다.
⑥ 작은 단면 또는 고르지 않은 형상의 시험편에 대해서는 보조 지지 장치를 필요로 할 수 있다.
⑦ 아주 작은 값으로 측정 할 경우 주위에 소음 및 진동을 없어야 한다.
< 그림 2-4. 연마상태에 따른 여러 가지 압입자국 형상 >
3) 이론값계산
1
2
3
4
5
6
74.7
72.7
73.9
75.7
75.1
73.7
75.7
75.3
75.1
75.5
74.7
75.5
75.2
74
74.5
75.6
74.9
74.6

,
( , F=4.903N , A= )

163.959
169.320
167.055
162.228
165.275
166.607
4) 이론값 및 실험값 비교
이론값
실험값
1
163.959
163.9
2
169.320
169.3
3
167.055
167
4
162.228
162.2
5
165.275
165.3
6
166.607
166.6
평균=165.741
평균=165.716
오차=0.025
Ⅳ. 결과 및 고찰
: 경도시험을 하기에 앞서 우리는 경도의 종류와 역할 및 어디에 쓰이는 지에 대하여 수업시간에 배우게 되었다. 그때 당시는 아 그렇구나! 라고 생각만 했었는데 직접 시편을 사포로 갈아보고 시험기에 올려 시험을 행하여 보니 더 이해가 가고 왜 그렇게 하는지 에 대해서도 많은 것을 알게 되었다. 또한 보고서를 쓸 때 공식유도 및 왜 비커스 경도기를 쓰며 사포로 시편을 대충 갈지 않고 거울에 비추듯이 갈아야 하는 지에 대해서도 알차게 배웠다. 시험은 정말 빨리 끝났지만 이런 시험 과정을 통해 강재의 경도, 즉 단단한 정도를 표준화 시키는 것에 공학의 위대함을 알게 되었다. 그리고 우리의 시험의 오차는 거의 없다고 여길 정도였기에 실험성공에 대해 뿌듯함을 느꼈다.
: 경도 시험은 잘 연마된 시편 면을 시료대의 위에 시험편을 놓고 시험기의 핸들을 조정하여 시험 면에 초점을 맞춘 다음 시험하중을 준다. 하중을 제거해 주면 압흔이 생기는데 이 압흔의 대각선 길이를 측정하여 평균값으로 계산하면 경도를 알 수 있었다. 하지만 정확한 값을 얻기 위해서는 역시 시편 면을 매끄럽고 균등하게 만들어줘야한다는 점이다. 다이아몬드 입자가 표면이 매끄럽고 균등한 면에 균등한 하중을 가한다면 더욱 정확한 경도 값을 알 수 있을 것이다.
: 이번 경도시험을 할 때 시간이 촉박해서 시편을 오래 갈 시간이 없었는데 실제로 비커스 경도기로 시험을 할 때 확대 된 표면을 직접 보니까 다른 시험 때보다도 시편 연마 작업이 새삼 중요하다는 것을 느꼈다. 확대된 표면은 굵은 스크래치가 많이 보였었는데 그 때문에 압흔을 남기는데 있어서 모양이 찌그러져 작아지기도 하고 또 너무 커지기도 해서 결과 값의 오차 원인이 되었다. 작은 압흔으로 경도를 측정한다는 것이 흥미로웠고 결과 보고서를 쓰면서 비커스 경도 시험 외에도 쇼어 경도시험, 로크웰 경도 시험 등 다른 종류의 경도 시험이 있다는 것도 배울 수 있어서 좋았다.
: 경도는 재료의 단단한 정도를 말하는 것으로 여러 가지의 경도시험 방법이 있었지만, 우리가 실제로 한 시험은 압입 시험 방식인 비커스 경도기를 이용한 시험이었다. 이 시험에서 가장 중요하게 생각하는 과정은 시편의 연마과정이었는데 그 이유는 압입형상의 주로 영향을 끼치는 요인은 재료의 연마에 따른 d 값의 변화 였었다. 한 시편에 6편의 지점을 선택하여 경도를 측정해보니 각각의 지점에서의 경도는 많은 차이가 없음을 볼 수 있었는데 만약 시편의 연마과정을 소홀히 했었더라면 한 시편에서 편차가 큰 경도차이를 살펴볼 수 있음을 예상해볼 수 있었다. 이외에도 측정자에 따라 수치가 변화함을 예상해 볼 수 있었지만 이는 작은 요인임으로 큰 고려를 하지 않아도 될 것 같았다. 하지만 무엇보다도 이번 경도 시험에서 가장 느낀 것은 이러한 시험 결과를 바탕으로 선체 설계시 강도가 취약한 부분에 경도가 높은 재료를 선정하여 이용할 수 있는 면에서 유용하다고 생각했다. 시간이 부족한 관계로 다른 경도시험들은 수행하지 못했었지만 다음에 기회가 된다면 다른 경도시험을 수행해 보았으면 하는 소망이 들었다.
: 우선 경도를 이렇게 과학적인 시험을 통해 측정할 수 있다는 사실에 놀랐다. 단순히 서로 긁어 자국이 남는 쪽이 더 약한 것이라고 생각했기 때문이다. 나타난 수치를 식으로 계산하여 경도를 측정하는 방식을 발명한 사람이 놀라울 따름이다. 경도 측정 과정에서 세밀한 연마를 한다는 것이 얼마나 어려운지 알았다. 아무리 세밀히 하려고 해도 확대를 하니 스크래치가 상당히 많이 발견 되었다. 이는 오차 발생의 주요 원인이 될 수 있으므로 좀 더 세밀한 연마가 필요할 것 같다. 어떻게 보면 발명품을 사용자 입장에서 사용하기 편하게 만드는 이런 시도와 발명이 인류 역사를 한층 업그레이드 시켜주는 것이 아닌가 싶다. 하지만 공학도로서 현재 존재하는 것을 활용하는 것에 국한되지 않고 이것을 이용하여 어떤 연구를 더 할 수 있을지에 대한 고민을 좀 더 해야할 것 같다.

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