로크웰 경도시험로크웰 경도시험로크웰 경도시험로크웰 경도시험(Rockwell Hardness Test)(Rockwell Hardness Test)(Rockwell Hardness Test)(Rockwell Hardness Test)실험목적실험목적실험목적실험목적1.1.1.1.

외력에 의한 재료의 변형이 얼마나 일어나는가를 나타내는 방법으로 재료의하중에 대한 변형 정도 경도 를 측정하여 재료의 변형 특성을 이해한다( ) .y

소요시간소요시간소요시간소요시간2. :2. :2. :2. : 시간1

사용기기사용기기사용기기사용기기3.3.3.3.경도시험기 모델명( : Alcashi)

시험편시험편시험편시험편4.4.4.4.

관련이론관련이론관련이론관련이론5.5.5.5.로크웰 경도시험로크웰 경도시험로크웰 경도시험로크웰 경도시험1)1)1)1)로크웰 경도시험은 년 미국의 로크1919 웰 에 의하여 고안되어(S.P.Rockwell)

윌슨 사에 의하여 실용화되었다 브리넬 경도시험은 정밀도와 측정(Wilson) .시간의 측면에서 단점이 있고 쇼어, 경도 시험은 숙련도나 정밀도의 관점에서문제가 있었으므로 정밀도도 높고 짧은 시간에 시험을 할 수 있는 로크웰경도 시험은 좋은 반응을 얻었다.로크웰 경도 시험의 원리는 스케일의 경우를 예를 들어 설명하면 다음과C같다 우선 규정된 형상의 압, 자를 기준 하중 으로 시편표면에 압입하고(10kgf)여기에 다시 시험하중 을 가하면 시편을 압자의 형상(10kgf+140kgf=150kgf)으로 변형을 일으킨다. 이 때의 변형은 탄성 변형과 소성 변형이 동시에일어난 상태이다 이 상태서 시험 하중 만을 제거하면 처음의 기준. (140kgf)하중만을 받는 상태로 되어 탄성변형은 회복되고 소성 변형만 남게 된다.이 때의 깊이 즉 시험하중시의 깊이 기준 하중시의 깊이 는 소성변형에( , )의하여 압입된 깊이로서 시편의 경도와 대응하여 경도가 크면 얕고 경도가작으면 깊게 된다 따라서 로크웰 스케일 경도 값은 는. C HRC=100~500h(h압입 깊이로서 단위는 로 정의한다 이 시험 방법의 장점은 기준 하중mm ) .일 때의 압입 깊이를 기준으로 하기 때문에 시편 표면의 거칠기의 영향이작다는 것과 정도값을 바로 눈금으로 읽을 수 있기 때문에 측정에 필요한시간이 매우 짧다는 점이다.로크웰 경도 시험의 기준 하중은 이며 시험 하중은 의10kgf 60,100,150kgf세가지가 이용된다 압. 자로는 또는 인치의 직경을 갖는1/16,1/8,1/4 1/2강구 압자와 꼭지각 선단부의 곡률 반경 인 다이, 120 30 , 0.2 0.02mm아몬드 압자가 사용된다 따라서 세 종류의 시험하중과 다섯 종류의 압자가.조합되어 모두 15종류의 시험방법이 가능하다 각각의 시험 방법들은 스케일. A ,스케일 등으로B 표시하고 경도값은 등과 같이 스케일과HRC59.5, HRB30함께 표시한다 이와같이 여러 가지 종류의 스케일이 사용되고 있는 이유는.한 가지 스케일만으로는 경한 재질로부터 연한 재질까지를 측정하기 어렵기때문이며 시편의 재질 경도 등에 따라 적당한 압자와 하중을 조합한 것이,보다 적절하게 경도측정을 할 수 있기 때문이다 로크웰 경도값은 압입.

깊이 를 배 해서 일정한 값에서 뺀 값으로 정의되며 압입 깊이(mm) 500 , 2

재 질 규 격알루미늄 D=50mm, h=9.5mm황 동 D=50mm, h=13.5mm신 주 D=50mm, h=13.5mm연 강 D=50mm, h=16mm

이 로크웰 경도 에 해당한다 보통 스케일의 경우에는 범위가1 . C HRC 20~70 ,스케일의 경우에는 의 범위가 많이 사용된다HRB 30~100 .

시험시 주의사항시험시 주의사항시험시 주의사항시험시 주의사항2)2)2)2)시편은 지지대 위에 밀착되어야 하고 하중은 시험면과 수직이 되도록,

가하여야 한다.시편의 두께는 압입 깊이의 배 이상이어야 하며 경도 측정위치는10 ,

이미 존재하는 압입 자국의 중심으로부터 는 압입 자국의 직경 이상4d(d ), ,시편 가장자리로 부터는 이상 떨어져 있는 것이 좋다2d .

로크웰 경도값은 압입에 소요되는 시간이 길수록 즉 압입 속도가 느릴,수록 경도가 높아지며 하중 유지시간이, 길면 낮아진다 따라서 측정 조건을.일정하게 규정할 필요가 있다.한편 하중 유지 시간은 초 정도가 충분하나 원통면 나 원추면 스30 B( ) C( )

케일의 경우에는 초 정도 유지한 후 시험하중을 제거하여도 무방하다10 .규격에서는 하중 부하에 소요ASTM(American Sosiety Testing Marerials)

되는 시간을 부하용 핸들의 회전시간으로 결정하고 있으나 구조가 다른시험기의 경우 회전 시간이 겉보기로는 같을지라도 실제 부하에 소요되는시간 차이가 있을 수 있다 따라서 정도의 경도 기준면을 사용하여. HRC60시험하중을 가하였을 때 다이얼 게이지의 긴 바늘이 회전하는 시간을 측정하여 시험기 구조에 구애되지 않는 실제의 속도를 구하여 사용하는 것이좋다 이 방법으로 측정한 하중 부하시간은 초가 적당하며 이는 대시포. 4~5트를 조정함으로써 조절할 수 있다.

시험결과시험결과시험결과시험결과6.6.6.6.로크웰 경도계측정값1)

브리넬 경도치 HB와 로크웰 경도계 HR사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

혹은

혹은

이론식에 의한 브리넬 경도치2)

실험값과 이론값의 비교분석3)실험값과 이론식에 의한 이론값이 거의 일치한다.

토의토의토의토의7.7.7.7.

경도란 여러 가지 기본적 성질의 집합체로서 물체의 단단한 정도를 표시하는 것이다 연하다고 하는 말은 보통 사용. 하면서도 경도의 뜻을 물리적으로는 정확히 표현하기는 곤란하다 먼저 경도를 정의하면 어떤 표준물체로.시험편을 늘렸을 때 시험편에 나타나는 저항을 경도라 한다 측정법의 선택은.사용목적 시험편의 재질 시험편의 치수등에 차이가 있으며 측정법은 여러, ,가지가 있다 경도값을 비교. 측정하는 것은 여러 가지의 치수로서 나타낸다 현재 일선 공업에서는 광범위하게 사용하는 시험법은 압입 경도 시험.법을 사용한다 여기에서 대표적으로 널리 쓰이는 몇가지 방법을 설명하겠다. .재료 Rrinell Brinell Shore Vickers1 2 3 HRC

알구미늄 80.8 79.6 81.2 80.53(HRB) 152 25.2 160

황동 65.3 68.2 63.2 65.57(HRB) 114 19.4 120

신주 46.2 46.4 45.2 45.93(HRB) . . .

연강 23.5 19.4 22.9 21.3 233 36.6 245고주파(SM45C) 55.8 57.3 53.3 55.7 574 74.5 610

재료 알루미늄 황동 신주 연강 고주파(SM45C)

경도치 134.7 101.28 74.423 238.8 473.42

시험방법은 주로 시험편의 강구난 다이아몬드등을 정적으로 압입 할 때생기는 자국의 크기에 따라서 경도를 정할 수 있다 하중과 압자 형상에.의하여 기준을 정할 수 있고 시험법에는 브리넬 비커어스 크로웰 쇼어, , , ,등이 있다 또한 변형량을 정의하는 것은 변형 부분의 표면적 변형 부분의. ,길이 용적 등에, , 따라서 정의된다 변형량은 영구변형량으로 표시되며.재료의 변형저항으로 나타낼 수 있으므로 경도와 인장강도의 비례 관계식이성립된다 동적 경도 시험법은 쇼어 및 하버트 등이 있다 하버트 바이법은. .압자를 해머로 낙하시키면 시편이 변형하여 생기는 변형부분의 체적이 해머는높이와 질량에 비례하여 나타난다 쇼어 방법은 압자가 튀어오르는 높이로.경도를 표시한다 이와 같은 방법은 시험 할 때 생긴 폭과 가해진 하중의.크기에 비례하여 경도값을 결정한다 강구가 시편에 압입할 때에 자국이.생기면 상대적인 경도가 차하게 나타나는 것은 모즈의 방법으로 나타낸다.모건의 척도는 경도의 수치로 나타내어 각종 광물에 널리 사용하며 다이아몬드 수치는 이고 연한 활석은 이다10 1 .경도 시험은 회 측정에 요하는 시간은 매우 짧고 측정값은 전용시험기에1따라 숙련을 요하며 간단히 구할수 있다 특히 시험편을 제작할 필요가.없으므로 제품위에 비파괴적으로 여러번 시험 할수 있는 이점이 있다.그러므로 생산현장이나 연구용에 간편하여 재료시험에 매우 널리 이용된다 특히 압연용 로라에 대한 쇼아 경도 구름 베어링 절삭공구 스프링. , , ,판등에 대한 로크웰 경도 침탄 질화 탈탄 도금등이 표면 변화층이나, , , ,정밀기기의 미소부품에 대한 비커스 경도등 금속 제품의 생산공장 및 완성시의 검사에 필요한 경도시험을 필요로 하는 경우가 많다.특히 금속의 열처리 효과나 균질성의 확인에는 경도시험이 가장 유효한,방법인 것이다 따라서 경도는 물체에 압력을 가하거나 충격을 하였을 때.생기는 영구 변형에 대한 저항으로 경도시험은 강도와의 사이에 정량적인관계값을 갖도록 공업적으로 규정하고 경도시험을 실시한다.

목 차목 차목 차목 차

실험목적실험목적실험목적실험목적1.1.1.1.

소요시간소요시간소요시간소요시간2.2.2.2.

사용기기사용기기사용기기사용기기3.3.3.3.

시 험 편시 험 편시 험 편시 험 편4.4.4.4.

관련이론관련이론관련이론관련이론5.5.5.5.

시험결과시험결과시험결과시험결과6.6.6.6.

토 의토 의토 의토 의7.7.7.7.