로크웰, 비커스, 브리넬 경도기를 이용한 각 시편의 경도값 측정

소개

외력에 의한 재료의 변형이 얼마나 일어나는가를 나타내는 방법으로 재료의 하중에 대한 변형 정도(경도)를 측정하여 재료의 변형 특성을 이해하고, 준비된 각 시편의 강도를 측정한다. 특히 경도에는 압입경도, 도적경도, 긁기경도 등으로 구분되어 지는데 그 중에서 압입경도 실험을 통해 경도의 기본 개념을 이해하고 각 시편의 탄소량의 차이에 이한 재료의 경도변화를 아는데 이 실험의 목적이 있다. 또한 실험에 사용되는 로크웰, 브리넬, 비커스 경도기의 원리를 이해한다.

목차

■ Subject
■ Object
■ Introduction
■ Materials & Apparatus
■ Methods
■ Results
■ Discussion
■ Reference

본문내용

경도란 물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 것을 경도라고도 하며 1772년에 프랑스의 R.A.레오뮈르가 긁은 자국의 크기로 굳기를 처음으로 측정하였고, 1822년에는 독일의 F.모스가 광물의 굳기를 나타내는 척도를 정하였으며 이 방법은 무른 활석에서 단단한 다이아몬드에 이르기까지 10단계의 광물을 정하고, 미지의 재료 표면을 문질러 그 표면에 자국이 생기는 것으로 굳기를 정하는 것이다. 이것을 모스경도라고 한다. 요즈음은 이것을 15단계로 나누어서 새로운 모스척도로 정하여, 경도 8.5, 경도 10 등으로 경도를 표시하며 표면에서 경도를 측정하는 경우가 많다. 예를 들면 금속의 열처리 효과나 금속재질의 성질이나 균질성을 조사하는 데에는 경도를 시험하는 것이 가장 좋다. 이 시험법으로는 다음과 같은 종류가 실용화되어 있다. 브리넬, 로크웰, 비커스 경도기는 압입 경도시험기로 재료를 강하게 눌러 시험재료의 표면의 영구변형을 살피는 것이며, 쇼어 경도 시험기는 해머 등을 충돌시켰을 때의 반발력을 측정하는 충격경도 시험기이다. 또 재료를 날카로운 도구로 긁어 할퀴기 경도를 측정하기도 한다. 광물의 굳기를 결정하는 데는 모스 경도계가 사용된다. 경도는 표준물질과 비교해서 결정하며 이것에 의해 재료의 기계적 성질은 알 수 있다.
이러한 경도는 공학적으로 물체가 다른 물체에 의하여 변형을 당하려고 할 때 나타내는 저항의 대소를 표시하는 척도이다. 경도를 수량적으로 측정하기 위해서는 누르개와 재료에 힘을 가하여 사전에 정한 초기 하중으로 시편과 접촉시키고 지시눈금을 읽는다. 그리고 누르개에 하중을 증가시킨다. 그리하여 최대(최종)하중으로 나타난 압입깊이를 최소(초기)하중으로 나타난 압입깊이로 두 값의 차로써 구한다. 경도시험은 다종다양한 시험법이 고안되어 있는데 물체의 재질·형상·측정법 등에 따라서 경도의 순위가 역전을 일으킨다. 그래서 공업적으로는 rude의 종류·명칭·측정조건을 명기하지 않으면 통용이 불가능하다.

참고자료

· 1. 경도 측정방법 및 원리의 이해 (장갑식 / 2005 / FTTI시험연구원)
· 2. 금속의 경도시험 ( 기술표준원 소재나노표준팀 / 1991. 11. 14 / 기술표준원)