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브니넬,로크웰경도실험

1.경도 이론물질의 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 정하였다.재료의 경도는 개인의 경험에 따라 많은 의미를 가질 수 있는 용어로 불분명하게 정의된다. 일반적으로 경도는 흔히 변형에 대한 저항성을 의미하며, 금속에서의 경도는 그들의 소성변형, 즉 영구 변형에 대한 저항성을 나타낸다. 재료 시험의 역학에 관여하는 사람에게 경도는 압흔에의 저항을 뜻하며, 설계 공학자에게는 그것은 종종 금속의 열처리나 강도에 관한 정보를 나타 낼 수 있는 측정하기 쉽고 규정할 수 있는 양을 의미한다. 우리가 흔히 쓰는 경도는, 어떤 일정한 ball을 사용하여 일정한 하중으로 재료의 표면을 압입 할 때 나타나는 국부적인 저항이라고 정의 할 수 있다. 따라서 탄성적 및 소성적 저항이 그 재료의 강도를 나타내게 된다. 경도에는 특정한 단위가 없고, 단지 Pa(파스칼)이나, Hv를 주로 사용한다.측정의 신속성과 비파과성이란 장점 이외에 실험에서 얻어진 경도치가 실용상 중요한 기계적인 성질인 강도(strength)와 상관성을 나타내고 있으므로 경도는 공업적인 응용면 있어서 광범위하게 이용되고 있다.시험을 행하는 방법에 따라 세 가지 형의 경도 측정법이 있다. 긁기경도(Scratch Hardness), 압흔 경도(Indentation Hardness), 반발(Rebound) 즉 동적 경도 등이 있다. 압흔 경도만은 금속에서 공학적으로 매우 중요하다.2.시험편 및 시험 장치브리넬 경도 실험크로웰 경도실험시험장치(1)브리넬 경도기(2)크로웰 경도기시험편(3)6061알루미늄545C탄소강(1) 브리넬 경도기구형의 압입자를 일정한 하중으로 시편에 압입하므로써 경도값을 측정하는 방법이다. 이 방법은 압입자의 크기뿐만 아니라 통상 시험 하중도 다른 경도 시험법에 비해 크기 때문에 얇은 부품, 특히 표면만의 경도를 알고자 하는 경우에는 적합지 않으며 주물제품 등 비교적 불균일하고 현상이 큰 재료의 경도 측정에 주로 사용된다. 은 브리넬경도 시험기이다.이 시험법은 여타의 압입 경도시험과 마찬기지로 부하속도와 하중유지시간에 따라 경도값이 달라지게 되므로 이를 고려해야 한다.특히 하중 유지시간의 경우에는 그 변화에 따라 경도값도 많이 달라지므로 대체로 10~15초를 그 표준조건으로 잡고 있다. 또한 시편 표면의 압입자국을 정확하게 측정하기 위해서는 경도시험의 전과정으로서 반드시 마무리 작업을 거쳐야 한다.브리넬 경도시험은 지름이 D mm인 강구(鋼球) 압자를 재료에 일정한 시험하중으로 시편에 압연시켜 시험기로서 P kg으로 눌렀을 때 지름이D mm이고, 깊이가 h mm인 우묵한 자국이 생겼다고 하면, 브리넬 경도 HB는 HB=P/πDh로 표시된다.(2) 로크웰 경도기경도측정에 널리 쓰이는 또다른 방법은 로크웰 경도계를 이용하는 것이다.이 방법은 브리넬 경도계와 몇가지 다른점이 있으며 주로 두 단계로 그 측정이 이루어진다. 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. 그림은 전형적인 로크웰 경도계이다.(3) 6061알루미늄구성 : Mg(0.8~1.2),Si(0.4~0.8), Cu(0.15~0.40), Cr(0.04~0.35)특징 : 내식성, 용접성이 좋고 중간정도의 강도로 냉각 가공성은 열처리합금으로 양호대표적 용도 : 차량, 선박 등 수송구조재, 광학기기등3. 결과 및 고찰(1) 브리넬 경도실험. 실험결과하중 500kg으로 30초간 10mm압자로 압입하여브리넬 마이크로 스코프(brinell mircoscope)를 통해 시험을 값을 측정하여 총 다섯 개의 값을 얻고가장 높은 값(31)과 낮은 값(29.5)을 뺀세값(30,31,29.5)의 평균을 구하여환산표에서 경도값을 찾는다.(30+31+29.5)/3=30.16666따라서 경도값은69.1이다.. 고찰브리넬 경도시험은 지름이 D mm인 강구 압자를 재료에 일정한 시험하중으로 시편에 압연시켜 시험기로서 P kg으로 눌렀을 때 지름이 Dmm이고, 깊이가 hmm인 우묵한 자국이 생겼다고 하면, 브리넬 경도 HB는 HB=P/πDh로 표시된다.

자연과학| 2007.05.16| 5페이지| 1,000원| 조회(502)

경도, 경도실험, 로크웰, 브리넬, 로웰, 브니넬

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