보고서 설명

실험 개요
금속 등 재료의 비교 경도를 결정하는 시험. 경도 시험기를 사용하여, 시험편 또는 제품의 표면에 일정한 하중으로 일정 모양의 경질 압자를 압입하든가 또는 일정한 높이에서 해머를 낙하시키는 등의 방법으로 경도를 측정하는 시험이다. 재료의 압입저항, 반발저항, 마모저항 등을 측정하기 위한 시험으로, 인장시험과 함께 재료의 기계적 시험법으로 널리 사용된다. 이번 실험에서는 브리넬과 로크웰 경도시험을 사용한다.

본문일부 및 목차

실험 목적
경도 정도를 측정하기 위해 두 개의 탄소함량이 다른 탄소강과 황동과 알루미늄 4종류의 시편을 각각 5개씩 총 20를 사용하여 브리넬 경도 시험과 로크웰 경도 시험을 하였다. 여러 시편으로 시험을 해봄으로써 브리넬 경도 시험 장치와 로크웰 경도 시험 장치의 작동과 활용법을 익히고 탄소함량이 다른 두 종류의 탄소강을 나누어 보는 것을 목적으로 한다.

3. 실험 이론
1)브리넬 경도 시험 :
강구(볼)로 된 압자에 힘을 가해 측정물의 표면에 자국을 만들고, 그 둥글게 패인 자국 (압흔)의 표면적의 넓이를 계산하여 브리넬 경도로 환산한다. 이 표면적은 압흔의 지름을 측정하면 계산할 수 있다. 요즘의 측정기는 가한 힘과 압흔의 지금만 입력하면, 브리넬 경도값으로 자동 환산해 준다. 브리넬 경도값의 환산 공식은 아래와 같다.
(P=부과 하중, kg / D=볼의 직경, mm / d=압흔의 직경, mm / t=압흔의 깊이, mm BHN의 단위는 mm2 당의 kg)
브리넬 경도는 다른 측정법(로크웰, 비커스)보다 큰 압자와 힘을 사용하기 때문에 시편에 훨씬 큰 자국을 만든다. 다음의 특징을 갖는다.
측정 면적이 깊고 넓으므로, 표면 상태 (이물질, 거칠기) 거친 시편, 그리고 조직이 불규칙한 시편의 측정에 유리하다. 따라서 주물 제품의 측정에 많이 이용된다.
표면에 큰 자국을 내므로, 작은 시편 또는 정밀 기계 부품에 적용하기는 어렵다.
기계적 장치의 특징으로 압자는 1, 2.5, 10mm 것의 볼을 사용한다. 그리고 가하는 힘은 최대 1kg 에서부터 최대 3000kg까지 사용된다. 주물 또는 강인 경우는 10~15초간, 그 외 금속은 최소 30초간 힘을 가한다.

2)로크웰 경도 시험 :
금속 경도 시험에서 가장 널리 사용되는 경도 측정법이다. 금속 경도 시험의 80% 이상이 로크뤨 경도 시험법이라 해도 과언이 아니다.
그 특징으로 측정 시간이 짧고 처음하는 사람도 쉽게 할만큼 숙련이 요구되지 않는다. 또,경도 측정 자동화가 쉽다.
측정원리는 압자를 사용하여, 시편 표면에 일정한 힘을 가했을 때 이 압자가 시편표면을 침투하는 깊이를 측정해서 경도로 환산한 값이다. 침투 깊이가 얕으면 경도가 높은 것이고 반면 깊으면 경도가 낮은 것이다. 압자는 다이아몬드 콘과 볼 압자가 사용된다. 다이아몬드 콘은 끝 단에 콘 모양의 다이아몬드가 부착되어 있다.

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