[재료공학실험] 재료시험법(경도시험) - 로크웰 경도시험 & 브리넬 경도 시험

소개글

[재료공학실험] 재료시험법(경도시험) - 로크웰 경도시험 & 브리넬 경도 시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1) 실험제목 : 재료시험법 (경도 시험)

2) 실험의 목적 :

로크웰 경도시험

3) 이론 및 측정원리

4) 실험 방법
-실험 장치 ( ROCKWELL DTR-100)
로크웰 경도시험기의 특징
-실험과정

5) 비교 및 고찰

6) 결론
◦ 로크웰 경도 시험값 ( 세 번의 시험)

브리넬 경도 시험

3) 이론 및 측정원리

4) 실험 방법
-실험장치 ( BRINELL HARDNESS TESTER MODEL : DTB-600 )
-실험 과정

5) 비고 및 고찰

6) 결론
브리넬 경도 시험값

7) 참고 문헌

본문내용

.
로크웰 경도시험
3) 이론 및 측정원리
첫 단계에서 압입자에 미리 10㎏의 초하중(primary load)을 걸어주어 시편에 접촉시켜 표면상에 존재할지도 모를 결함에 의한 영향을 없앤다.
두번째 단계에서 압입자에 주하중(major load)을 더 걸어주어 압입자국이 더 깊어지게 한다. 그 후 주하중을 제거하고 초하중과 주하중에 의한 압입자국 길이의 차이로써 경도를 평가한다.
압입 깊이의 차이가 자동적으로 다이알 게이지에 나타나 금속의 경도를 표시한다. 로크웰 경도 측정에서 하중은 추에 의해서 부가되며 다이알 게에지로부터 직접 경도값을 읽을수 있다.
여러 하중 조건에 따라 각기 다른 종류의 압입자가 사용되므로 넓은 범위의 경도갑이 정확하게 측정된다. 이 시험법은 브리넬 경도 시험법보다 압입자국을 적게 내며 따라서 더얇은 시편을 측정할 수 있다.
그러나 그만큼 시편의 표면은 브리넬의 경우보다 더 평평해야 정확한 값을 갖는다
다이아몬드 압입자에 기준하중(P1=kgf)으로 시험편을 압입하고 여기에 다시 시험하중(P=P1+P2=150kgf)을 가하면 시험편은 압입자의 모양으로 변형을 일으킬 것이다. 이때의 변형은 탄성변형과 소성변형이 동시에 일어난 상태이다. 이 상태에서 시험하중 중에서 P2=140kgf 만을 제거하면 처음의 기준하중만 받는 상태로 되어 탄성변형은 회복되고 소성변형만 남게 된다. 이 때 압입깊이를 처음 기준하중만 가했을 때의 깊이를 기준으로 측정하면 그 깊이는 시험편의 경도에 대응하는 양을 나타낸다. 즉 기준하중(초하중)과 시험하중(주하중)으로 인하여 생긴 압입자국의 깊이의 차로서 경도를 결정한다. 시험편이 단단하면 측정깊이는 얕고 연하면 깊게 될 것이다.
로크웰 경도 시험에서는 압입체의 종류와 하중의 크기 등에 따라 아래 표와 같이 여러 종류의 시험 조건이 있으며 주로 B 스케일과 C 스케일이 일반적으로 많이 사용되며 B 경도는 대략 0～100, C 경도는 0～70의 범위에서 사용된다.
B스케일은 연한 금속의 경도 시험에 사용되며, 압입체는 지름 1.588mm 강구을 사용하고, 시험 하중은 980N(100kgf)이다. C스케일은 단단한 재료의 경도 시험에 사용되며 압입체는 꼭지각 120°의 원뿔형 다이아몬드을 사용하고, 시험 하중은 1470N(150kgf)이다.
압입체에는 다이아몬드 원뿔형과 강구형이 있는데, 먼저 다이몬드 원뿔형의 성능은 오른쪽 그림과 같이 앞끝은 원뿔부와 구면부가 매끈하게 접속된 곡면으로 되었으며, 앞 끝의 원뿔각은 120°±30′이며, 앞 끝 원뿔부의 모선과 끼워박음부의 하중 받침면과의 각도는 30°±20′으로 하고, 앞 끝 구면부의 곡률 반지름은 0.2±0.02mm로 한다.
강구형 압입체에서 강구의 지름은 1.5875±0.0030mm 또는 3.175±0.004mm로 하며, 강구의 재료, 경도 등은 KS B 2001(보올 베어링용 강구) 또는 KS D 6013(초경 합금)에 적합한 것으로 선택하며 시험 중에는 시험 하중의 속도, 하중 유지 시간, 압입체 모양의 오차 및 지시계 등에 의한 오차의 영향에 주의해야 한다.
로크웰 경도계는 압입 자국이 적고 시편이 얇은 것 및 작은 것에도 사용할 수 있 다. 그리고 열처리된 굳은 재료에는 다이아몬드 콘을 사용하고 연한 재료에는 의 강철볼을 사용하므로, 각종 재료에 이용할 수 있다. 그리고 경도치가 직접 다이얼 게이지에 지시되므로 브리넬 경도계보다 편하다. 로크웰 경도(Rockwell hardness)는 일정한 초하중을 작용시키고, 이것에 하중을 증가시켜 시험하중으로 한 후 다시 초하중으로 만들었을 때, 초하중과 시험하중으로 인하여 생긴 자국의 깊이 차(差)로 표시한다.
C-스케일 -----
B-스케일 -----
로크웰 경도치는 보통 로 표시하고 압입체의 종류, 하중의 크기등에 따라 각각 스케일의 종류 와 조건을 표시한다.
4) 실험 방법
-실험 장치 ( ROCKWELL DTR-100)
스케일기호
압입체(㎚)
시험하중(㎏)
A
다이아몬드 원뿔
60
B
1/16inch(1.5888mm)강구
100
C
다이아몬드 원뿔
150
D
다이아몬드 원뿔
100
E
1/8inch(30175mm)강구
100
F
1/16inch(1.588mm)강구
60
G
1/16inch(1.588mm)강구
150
H
1/8inch(30175mm)강구
60
K
1/8inch(30175mm)강구
150
(로크웰 경도시험기) (경도측정중)
로크웰 경도시험기의 특징
로크웰 경도시험은 브리넬, 쇼어경도에 이어 1919년 미국에서 Rockwell에 의해 고
안되어 Wilson사에서 실제 시험 방법으로 120 다이아몬드 원추 또는 구형의 강도
압혼자를 이용하여 기준이하에 하중을 가하고 여기에 다시 하중을 가하여 시험하중
을 만들면 탄성변형은 회복되고 소성변형만 남게 된다. 이때의 깊이를 처음 기준
하중을 가했을 때의 깊이를 기준으로 측정하면 그 깊이는 시험편의 경도와 대흥한
양을 나타낸다. 깊이의 값은 다이알 게이지에 의해 측정되며 아래와 같이 그에 상
당하는 수치가 경도로서 게이지를 측정하는 장비다
① 10kgf의 초하중(기준하중)상태에서 시작하므로 시험편의 표면상태를 어느정도 무시할 수 있다. 브리넬 경도시험에서는 시혐편의 측정 표면을 충분히 평활하게 다듬어야 하지만 로크웰 경도 시험에서는 흑피상태이므로 그대로 직접 할 수 있다.
② 측정면이 반드시 평면이어야 할 필요가 없고, 경우에 따라서는 환봉시험편이라도 측정이 가능하다.
③ 경도차는 눈금판에서 읽을 수 있으므로 조작이 용이하므로 다수의 시험을 할 경도 유리하다.
④ 압입자국이 비교적 작다.
-실험과정
1) 시험편을 엔빌 위에 놓는다.
2) 핸들을 돌려 시험편을 압자에 가볍게 접촉 후 계속돌려 지침계의
작은 바늘을 적점에 맞춘다.
(이 때, 큰 바늘을 정화히 수직이 되게 한다.)
3) 지침계의 외륜을 회전하여 눈금의 set 위치와 큰 바늘을 일치되
게 한다.
4) 부하제어레버를 뒤로 밀어서 시험하중을 건다.
5) 지침의 움직임을 주목하면서 정지의 상태를 보고 부하해재레버를
먼저 위치로 환원시킨다. 이 때 시험하중은 해제되고 초하중만 남
게된다.
6) 이

키워드

로크웰 경도시험,   경도시험,   브리넬 경도 시험,   로크웰,   브리넬,   경도 시험,   재료시험,   재료시험법