[금속재료실험] 경도시험(hardness test)
[금속재료실험] 경도시험(hardness test)
1. 금속재료의 경도시험(hardness test)의 목적
재료의 경도는 강도와 마찬가지로 금속의 소성변형에 대한 저항의 대소를 나타내는 것으로, 물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 것이다. 이 처럼 경도는 강도를 나타내는 중요한 성질이며 인장시험과 함께 경도시험은 널리 이용되고 있다. 재료를 경도를 알면 인장강도와 그 외 재료의 기계적 성질을 어느 정도 파악 할 수 있다.
경도는 재질 • 형태 등을 경정할 수 있는 압입자를 재료에 가압했을 때의 재료에 나타 는 변형자항의 대소를 경도로 정의하고 있다. 그러나 측정한 경도 값은 절대적이 아니라 상대적 의미를 가지므로 측정방법이 서로 다를 경우에는 주의해야 한다.
경도 시험이 다른 기계적 시험보다 자수 행해지는 이유는 다음과 같다.
가. 간단하고 시험 값이 저렴하며, 별도로 시편을 준비할 필요가 없다.
나. 비파괴적인 시험 방법으로, 시편이 파괴되거나 과도한 소성이 일어나지 않는다. 소성 변형이 일어난 부위는 단지 누름 자국뿐이다.
다. 인장 강도와 같은 다른 기계적 성질도 경도 시험을 통하여 유추가 가능하다.
2. 경도시험의 이론
가. 실험실 항온, 항습 유지
정밀측정기계의 경우 외부 온도나 습도 등에 따라 측정값이 차이가 발생 할 수 있음으 로일정 온도 , 습도를 유지 지켜 주어야 하며, 이를 위해 항온, 항습 장치가 필요하다.
나. 시편 준비
1) 측정하고자 하는 시편을 성분 분석하여 시편이 어떤 조성을 가지고 있는지 조사한 다.
2) 시편을 1차, 2차 기계 가공 후 폴리싱 작업을 통하여 표면을 경면 가공한다.
(∵ 표면에 생긴 울퉁불퉁한 부분에 의해서 경도측정값이 달라질 수 있기 때문)
다. 측정은 3~5회 측정하고 그 평균값을 시편의 경도로 한다.
라. 환봉인 경우 Center와 외경부분의 경도 값이 차이가 나므로 일정 구간 나누어서 경 도를 측정한다. (∵ 환봉의 외경과 Center는 냉각속도가 차이가 나기 때문이다)
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재료의 경도는 강도와 마찬가지로 금속의 소성변형에 대한 저항의 대소를 나타내는 것으로, 물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 것이다. 이 처럼 경도는 강도를 나타내는 중요한 성질이며 인장시험과 함께 경도시험은 널리 이용되고 있다. 재료를 경도를 알면 인장강도와 그 외 재료의 기계적 성질을 어느 정도 파악 할 수 있다.
경도는 재질 • 형태 등을 경정할 수 있는 압입자를 재료에 가압했을 때의 재료에 나타 는 변형자항의 대소를 경도로 정의하고 있다. 그러나 측정한 경도 값은 절대적이 아니라 상대적 의미를 가지므로 측정방법이 서로 다를 경우에는 주의해야 한다.
경도 시험이 다른 기계적 시험보다 자수 행해지는 이유는 다음과 같다.
가. 간단하고 시험 값이 저렴하며, 별도로 시편을 준비할 필요가 없다.
나. 비파괴적인 시험 방법으로, 시편이 파괴되거나 과도한 소성이 일어나지 않는다. 소성 변형이 일어난 부위는 단지 누름 자국뿐이다.
다. 인장 강도와 같은 다른 기계적 성질도 경도 시험을 통하여 유추가 가능하다.
2. 경도시험의 이론
가. 실험실 항온, 항습 유지
정밀측정기계의 경우 외부 온도나 습도 등에 따라 측정값이 차이가 발생 할 수 있음으 로일정 온도 , 습도를 유지 지켜 주어야 하며, 이를 위해 항온, 항습 장치가 필요하다.
나. 시편 준비
1) 측정하고자 하는 시편을 성분 분석하여 시편이 어떤 조성을 가지고 있는지 조사한 다.
2) 시편을 1차, 2차 기계 가공 후 폴리싱 작업을 통하여 표면을 경면 가공한다.
(∵ 표면에 생긴 울퉁불퉁한 부분에 의해서 경도측정값이 달라질 수 있기 때문)
다. 측정은 3~5회 측정하고 그 평균값을 시편의 경도로 한다.
라. 환봉인 경우 Center와 외경부분의 경도 값이 차이가 나므로 일정 구간 나누어서 경 도를 측정한다. (∵ 환봉의 외경과 Center는 냉각속도가 차이가 나기 때문이다)
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