기계 경도실험 레포트

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본문내용

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서론

Ⅰ. 실험목적
경도 시험은 시편을 파괴하지 않으면서도 간편하고 용이하게 실시할 수 있기 때문에 인장 시험을 대체할 수 있는 가장 편리하고 유용한 방법이다. 일반적으로 경도는 변형에 대한저항을 나타내며, 금속 재료에서는 소성 변형에 대한 저항의 척도라고 할 수 있다. 경도 측정은 일반적으로 스크래치 경도(scratch hardness), 반발 경도(rebound hardness), 압입 경도(indentation hardness)로 분류하는데, 금속재료에 대해서는 압입 경도를 가장 널리 사용한다. 이 실험은 이러한 경도의 측정을 함으로서 재료의 기계적 성질을 알아보는데 있다.

Ⅱ. 실험이론
ⅰ. 로크웰의 경도 실험
1) 시험 원리
로크웰 시험과 브리넬 시험과의 차이에서 로크웰 경도 숫자는 미리 가해진 기준 하중에 의하여 생긴 압입깊이를 초과하여 시험하중에 의하여 가해진 힘으로 압입 자가 들어간 부가적인 깊이를 측정하는 역관계에 기초를 둔다.

<그림 1> 로크웰 경도시험의 시험원리

<그림 1>은 C Scale 로크웰 경도시험의 측정원리를 설명한 것이다. 그림 3과 같은 형상의 압입자의 기준하중 (초하중 : W=10kgf)으로 시험편의 표면에 압입하고 여기에 다시 시험하중 (주하중 : W =10kgf + 140kgf = 150kgf)을 가하면 시험편은 압입자의 형상으로 변형을 일으킨다. 이때의 변형은 탄성변형과 소성변형이 동시에 일어난 상태이다.

이 상태에서 시험하중 (W = 140kgf)만을 제거하면 처음의 기준하중만 받는 상태로 되어 탄성 변형은 회복되고 소성변형만 남게 된다. 이때의 깊이를 처음 기준하중만을 가했을 때의 깊이를 기준으로 측정하면 그 깊이는 시험편의 경도와 대응하는 양을 나타낸다. 즉 시험편이 단단하면 측정 깊이는 얕고 연하면 깊게 된다. 기준하중은 어느 경우든지 10kgf이며 시험하중은 시험기의 스케일 종류에 따라 60kgf, 100kgf, 150kgf의 세 가지가 이용된다. 로크웰 경도계는 압입 자국이 적고 시편이 얇은 것 및 작은 것에도 사용할 수 있다. 그리고 열처리된 굳은 재료에는 다이아몬드 콘을 사용하고, 연한 재료에는 1/16 의 강철 볼을 사용하므로, 각종 재료에 이용할 수 있다. 또 경도치가 직접 다이얼 게이지에 지시되므로 브리넬 경도계보다 간편하다. 로크웰 경도는 일정한 초기 하중을 작용시키고, 이것에 하중을 증가시켜 시험 하중으로 한 후 다시 초기 하중으로 만들었을 때, 초기 하중과 시험하중으로 인하여 생긴 깊이 차로 표시한다.
2) 로크웰 눈금
로크웰 경도 값은 경도 숫자와 압입자와 기준하중 및 시험하중을 나타내는 눈금표시로 나타낸다. 경도숫자는 HR과 눈금표시로 나타내는데,
스케일
기준하중
시험하중
경도 산출식
사용범위
ADC
원추선단각도120-130。선단 구면부의 곡률반경0.2±0.02mm인 다이야몬드 압자
10
60
100
150
100-500h
초경합금
침탄강
퍼얼라이트
가단주철
탄 소 강
FBG
호칭1/16in.강구
(직경 1.588mm)
10
60
100
150
130-500h
동합금
알루미늄합금
가단주철
연 강
HEK
호칭1/8in.강구
(직경 3.175mm)
10
60
100
150
130-500h
분말합금
알루미늄합금
마그네슘합금
숫 돌
LMP
호칭1/4in.강구
(직경 6.350mm)
10
60
100
150
130-500h
플라스틱
경합금
납
RSV
호칭1/2in.강구
(직경 12.70mm)
10
60
100
150
130-500h
플라스틱
경합금
예를 들면,
64HRC는 로크웰 C눈금 상에 로크웰 경도숫자64를

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