자연과학 자료 실험보고서 - 로크웰 경도시험 등록 TP

자연과학 자료 실험보고서 - 로크웰 경도시험 등록
 

1. 실험의 목적
경도시험의 목적에는 사용 재료의 경도 값을 알고자 하는 경우, 경도 값으로부터 강도를 추정하고 싶은 경우 또는 경도 값으로부터 시험편의 가공 상태나 열처리상태를 비교하고 싶은 경우 등이 있다. 재료의 단순 경도 값을 알고자하는 경우에는 적절한 시험방법을 선택하면 된다. 그러나 경도 값으로부터 강도를 추정하는 경우에는 근본 목적이 강도의 추정이므로 침탄처리 등의 표면 처리된 시험편이나 가공경화가 많이 일어나는 재료에 있어서 가공에 의한 표면경화가 나타난 시험편은 경도 값으로부터 강도를 추정하는데에는 문제가 있다. 경도 값으로부터 시험편의 가공 상태나 열처리상태 등을 알고 싶을 경우에는 그에 따라 적절한 경도 측정 방법을 결정해야 하는데, 우리는 비커스, 로크웰, 브리넬 등의 여러가지 경도시험 방법 중 로크웰 경도시험 방법을 통하여 재료의 하중에 대한 변형 정도를 측정하여 재료의 변형 특성을 이해하도록 한다.

2. 실험의 원리


로크웰 경도 시험의 원리는 C스케일의 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 우선 규정된 형상의 압자를 기준 하중(10kgf)으로 시편표면에 압입하고 여기에 다시 시험하중(10kgf+140kgf〓150kgf)을 가하면 시편을 압자의 형상으로 변형을 일으킨다. 이때의 변형은 탄성 변형과 소성 변형이 동시에 일어난 상태이다. 이 상태에서 시험 하중 (140kgf)만을 제거하면 처음의 기준 하중만을 받는 상태로 되어 탄성 변형은 회복되고 소성 변형만 남게 된다. 이때의 깊이는 소성변형에 의하여 압입된 깊이로서 시편의 경도와 대응하여 경도가 크면 얕고 경도가 작으면 깊게 된다. 이 시험 방법의 장점은 기준 하중일 때의 압입 깊이를 기준으로 하기 때문에 시편 표면의 거칠기의 영향이 작다는 것과 시험 값을 바로 눈금으로 읽을 수 있기 때문에 측정에 필요한 시간이 매우 짧다는 점이다. 로크웰 경도 시험의 기준 하중은 10kgf이며 시험 하중은 60, 100, 150kgf의 세가지가 이용된다. 압자로는 1/16, 1/8, 1/4 또는 1/2인치의 직경을 갖는 강구 압자와, 꼭지각 120°± 30`, 선단부의 곡률 반경 0.2± 0.02mm인 다이아몬드 압자가 사용된다. 따라서 세 종류의 시험하중과 다섯 종류의 압자가 조합되어 모두 15종류의 시험방법이 가능하다. 경도값은 HRC59.5, HRB30 등과 같이 스케일과 함께 표시한다. 이와 같이 여러 가지 종류의 스케일이 사용…(생략)
 

    
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