금속 재료의 경도 경도는 국부적 변형, 특히 소성 변형, 압흔 또는 긁힘에 저항하는 재료의 능력을 나타냅니다. 물질의 경도를 측정하는 지표입니다. 다양한 시험 방법에 따라 경도는 세 가지 유형으로 구분됩니다.
① 스크래치 경도. 주로 다양한 광물의 경도와 부드러움을 비교하는 데 사용됩니다. 방법은 한쪽 끝이 단단하고 다른 쪽 끝이 부드러운 막대를 선택하고 막대를 따라 시험할 재료를 긁어 긁힌 위치에 따라 시험할 재료의 경도와 부드러움을 결정하는 것입니다. 질적으로 말하면, 단단한 물체에 의한 스크래치는 길고, 부드러운 물체에 의한 스크래치는 짧습니다.
② 압입경도. 주로 금속재료에 사용됩니다. 이 방법은 지정된 압자를 특정 하중으로 시험할 재료에 누르고 재료 표면의 국부적인 소성 변형 크기로 시험할 재료의 경도와 부드러움을 비교하는 것입니다. 압입기, 하중 및 하중 지속 시간의 차이로 인해 압입 경도에는 주로 브리넬 경도, 로크웰 경도, 비커스 경도 및 마이크로 경도 등 다양한 유형이 있습니다.
③ 반발경도. 주로 금속재료에 사용됩니다. 이 방법은 특수한 소형 해머를 특정 높이에서 자유롭게 낙하시켜 시험 재료의 샘플에 충격을 가하는 방식으로, 재료의 경도는 시험 중에 샘플에 저장된(그리고 방출되는) 변형 에너지의 양에 따라 결정됩니다. (작은 망치의 반동 높이로 측정)
금속재료의 가장 일반적인 브리넬경도, 로크웰경도, 비커스경도는 압입경도에 속합니다. 경도 값은 재료 표면이 다른 물체를 표면에 눌렀을 때 발생하는 소성 변형에 저항하는 능력을 나타냅니다. 반발법(Shore, Leeb)은 경도를 측정하며, 경도값은 금속의 탄성변형함수의 크기를 나타낸다.
브리넬경도 브리넬경도는 직경 D의 경화강구 또는 초경구를 압자로 하여 해당 시험력 F로 시편 표면에 압입한다. 규정된 유지시간 후 시험력을 제거하여 구한다. 직경 d의 들여쓰기. 시험력을 압흔의 표면적으로 나누어 구한 값이 브리넬 경도값이며 기호는 HBS 또는 HBW이다.
HBS와 HBW의 차이점은 압입기의 차이입니다. HBS는 압자가 경화강구라는 뜻으로 연강, 회주철, 비철금속 등 브리넬 경도가 450 이하인 재료를 측정하는 데 사용됩니다. HBW는 압자가 탄화물이라는 뜻으로 브리넬 경도 값이 650 이하인 재료를 측정하는 데 사용됩니다.
동일한 테스트 블록의 경우 다른 테스트 조건이 완전히 동일하면 두 테스트 결과가 다르며 HBW 값이 HBS 값보다 큰 경우가 많으며 따라야 할 정량적 규칙이 없습니다.
2003년 이후 우리나라는 국제 표준을 동등하게 채택하고 강구 압자를 취소하고 초경 볼 헤드를 채택했습니다. 따라서 HBS는 더 이상 사용되지 않으며 HBW는 브리넬 경도 기호를 나타내는 데 사용됩니다. 많은 경우 브리넬 경도는 HBW, 즉 HB로만 표시됩니다. 그러나 HBS는 여전히 문헌 논문에서 볼 수 있습니다.
브리넬 경도 측정 방법은 주철, 비철 합금, 다양한 어닐링 및 조질강에 적합합니다. 너무 단단하거나, 너무 작거나, 너무 얇거나, 표면에 큰 압입이 허용되지 않는 샘플이나 공작물을 측정하는 데는 적합하지 않습니다. 로크웰 경도는 원추 꼭지각이 120도인 다이아몬드 콘 또는 Ø1.588mm 및 Ø3.176mm 경화 강철 볼을 압자와 하중으로 사용합니다. 시편은 10kgf의 초기 하중과 60, 100 또는 150kgf의 총 하중(즉, 초기 하중 + 주 하중)의 작용으로 시험편에 압입됩니다. 총하중을 가한 후 주하중을 제거하고 주하중을 유지한 경우의 압입깊이와 초기하중이 작용할 때의 압입깊이의 차이로 경도를 나타낸다. 로크웰 경도 시험은 3개의 시험 힘과 3개의 압자를 사용하며, 이는 9개의 로크웰 경도 척도에 해당하는 총 9개의 조합을 갖습니다. 이 9가지 스케일의 적용은 일반적으로 사용되는 거의 모든 금속 재료에 적용됩니다. 일반적으로 사용되는 것은 HRA, HRB 및 HRC이며 그중 HRC가 가장 널리 사용됩니다. HRC스케일의 사용범위는 20~70HRC입니다. 경도 값이 20HRC 미만인 경우 압자의 원추형 부분이 너무 많이 눌려 감도가 감소하므로 대신 HRB 스케일을 사용해야 합니다. 시료의 경도가 67HRC보다 크면 압자 팁의 압력이 너무 커서 다이아몬드가 쉽게 손상되고 압자 수명이 크게 단축되므로 일반적으로 HRA 스케일을 대신 사용해야 합니다.
로크웰 경도 시험은 간단하고 빠르며 압흔이 적습니다. 완제품과 단단하고 얇은 공작물의 표면을 테스트할 수 있습니다. 압입이 작기 때문에 구조와 경도가 고르지 않은 재료의 경우 경도 값이 크게 변동하며 정확도는 브리넬 경도만큼 높지 않습니다. 로크웰 경도는 강철, 비철금속, 초경합금 등의 경도를 측정하는 데 사용됩니다.
비커스 경도 비커스 경도 비커스 경도의 측정 원리는 브리넬 경도와 유사합니다. 상대각도가 136도인 다이아몬드 정사면체 압자를 사용하여 특정 시험력 F로 재료의 표면을 압입합니다. 시험력은 지정된 시간 동안 유지한 후 제거됩니다. 경도값은 정사면체 압입의 단위 표면적당 평균압력으로 표현되며, 기호는 HV이다. 비커스 경도는 측정 범위가 넓어 10~1000HV 경도 범위의 재료를 측정할 수 있습니다. 압흔이 작아 일반적으로 침탄, 질화 등 얇은 재료나 표면 경화층을 측정하는 데 사용됩니다.
Leeb Hardness는 텅스텐 카바이드 볼 헤드가 장착된 일정 질량의 충격체를 사용하여 특정 힘으로 시험편 표면에 충격을 가한 후 반발합니다. 재료의 경도가 다르기 때문에 충격 후 반발 속도도 다릅니다. 충격장치에는 영구자성재료가 설치되어 있습니다. 충격체가 위아래로 움직일 때 주변 코일은 속도에 비례하는 전자기 신호를 유도하고 전자 회로를 통해 Leeb 경도 값으로 변환되며 기호는 HL로 표시됩니다.
Leeb 경도 시험기는 작업대가 필요하지 않습니다. 경도 센서는 펜만큼 작으며 손으로 직접 조작할 수 있습니다. 크고 무거운 공작물이든 복잡한 기하학적 치수를 가진 공작물이든 관계없이 쉽게 감지할 수 있습니다.
Leeb 경도의 또 다른 장점은 제품 표면에 손상이 거의 없으며 때로는 비파괴 테스트로 사용될 수 있다는 것입니다. 모든 방향, 좁은 공간 및 특수 부품의 경도 테스트에서 독특합니다.
