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경도에 대해서 | ||||
산업현장에서 강도, 강성이라는 용어는 대체적으로 통용이 되는 듯 하나 경도라는 용어에 대해서는 웬지 낯설게 느껴져 그 중용성을 망각하는 일들도 비일비재하다. 경도라함은 강도와는 달리 소재의 굳은 성질을 의미한다. 어떻게 보면 강도와 유사할 듯 하나 꼭 그렇지만은 않은 것이다.. 강한 재료가 강한 경도를 가질 수 있으나 강도와 경도는 엄연히 물성적 특징 이 다르므로 보다 이해적인 측면에서 접근함이 타당하다 재료의 사용은 용도에 따라 틀려지겠지만 강도보다는 경도를 엄격히 구분해 사용할 수 있어야 겠다. 아래의 내용은 우리가 막연히 알고있는 경도에 대한 내용을 간추려서 나름대로 정리해보았다. 경도라 하는 것은, 어떤 일정한 ball을 사용하여 일정한 하중으로 재료의 표면을 압입할 때 나타나는 국부적인 저항이라고 정의할 수 있다. 따라서 탄성적, 소성적 저항이 그 재료의 강도를 나타내게 된다. 측정방법에는 여러 가지가 있지만, 크게로는 - 압입 경도측정(Indentation Hardness Test) - 긋기 경도측정(Scracth Hardness Test), - 반발 경도측정(Rebound Hardness Test)를 들 수 있다. 가장 일반적인 방법은 압입 경도측정이다. 1. 브리넬 경도기(HB) - 압자 : 동구 (Ø5㎜ 또는 10㎜) - 하중 : 500㎏ 또는 3000㎏, 압입자국의 지름이 동구지름의 0.2~0.5배가 되도록 설정 - 경도표시법 : HB = P (㎏/㎟) π×D×{ D- D2-d2 } 2 - 시편 : 두께 > 압입자국 깊이의 10배, 폭 > 4d, 측정점 - 사이의 거리 > 4d, 측정점의 테두리로부터의 거리 > 2d - 특징 : 큰 시편에 적용되며, 평균값을 얻을 수 있어 표면의 영향이 크지 않다. - 주 용도 : 소둔, 소준, 소입, 소려한 단조품, 조직이 불균일한 재료, 주물품등에 사용 2. 로크웰 경도(Hr) - 압자 : 1/6″동구(B), 120° diamond cone(C와 A) - 하중 : 예비하중 10㎏, 주하중 60㎏(A), 100㎏(B), 150㎏(C) - 경도표시법 : HRA, HRB, HRC, 예비하중 → 주하중 → 예상하중으로 하였을 때의 압 입자국 깊이의 역수(1/500㎜에 1눈금) - 특징 : 측정이 신속하며, 측정오차가 적으며, 시편이 작고 밀도가 크다. - 주 용도 : 침탄, 질화, 침유등을 실시한 재료 및 연질금속에 적합하다. 3. 비커스 경도(Hv) - 대변각 136도의 다이아몬드 4각입자(뿔)를 하중(5,10,20,30,50Kg의 5종)으로, 시험편 에 눌러서 생긴 요철의 대각선의 길이를 현미경으로 측정하여 요철표면적으로 하중을 나 눈값. Hv=하중Kg/자국의 표면적=W/A=1.854*W/d^2(Kg/mm^2) 4. 쇼어경도(Hs) - 경도 시험은 맨끝에 다이아몬드를 붙인 작은 다이아몬드 해머가 튀어 오른 높이를 측 정하여 경도를 나타냄, 원추끝에 다이아몬드를 붙인 것을 10(inch)높이에서 자유낙하시켜 처음 반발된 높이로 경도를 표시한다. - 쉽게 설명하면 시료의 시험면에 일정 높이에서 해머를 떨어드려 뛰어오르는 높이로 경 도를 구함 - 주 용도 : 고주파 열처리, 침탄, 질화, 전기 도금, 세라믹 코팅등 경화층이 얇은 것 또는 침탄, 질화처리 부품의 경화층 깊이를 측정 여기서, h=반발높이, h0=낙하높이 Hs=10000/65 * h/h0 
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