경도시험법 (기계기술사 기출문제 해설)

<경도시험법 종류>

- 로크웰 경도 시험법: 다이아몬드 원추나 강구 압입자를 이용해서 경도를 평가한다.

- 비커스 경도 시험법: 피라미드 형상의 다이아몬드 압입자를 이용해서 경도를 평가한다.

- 브리넬 경도 시험법: 강이나 초경합금으로 만든 구형 압입자를 이용해서 경도를 평가한다.

- 쇼어 경도 시험법: 중추의 낙하 높이와 반발 높이를 이용해서 경도를 평가한다.

- 모스 경도 시험법: 어떤 재료가 다른 재료를 긁어 흠집을 낼 수 있는 능력으로 경도를 평가한다.

- 누프 경도 시험법: 한쪽 대각선이 긴 피라미드 형상의 다이아몬드 압입자를 이용해서 경도를 평가한다. 

<기계기술사 기출>

1. HRC 경도치를 결정하기 위한 다음 내용을 기술하시오.

  ① 압입자 재질 및 형상 : 다이아몬드 원추

  ② 압입하중 : 150kg 

  ③ 경도치식 : 100-500t

<기계기술사 기출>

12. 브린넬시험(brinel hardness test)의 한계를 설명하시오

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브린넬 경도시험은 보통 강이나 텅스텐 카바이드를 압입자로 시험재료에 하중을 가해서 남긴 자국의 직경을 측정한다.

압입자가 유한탄성계수를 갖고 있어서 하중 하에서 탄성 변형을 겪는다. 따라서 재료에 따라 경도가 예상보다 정확하지 않을 수 있다.

<기계기술사 기출>

9. 금속재료의 경우 경도(hardness)가 높을수록 항복강도나 인장강도가 크다. 그 이유를 설명하시오.

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경도는 영구자국에 대한 저항이기 때문에 재료의 표면에 작은 부피로 압축을 수행하는 것으로 대체될 수 있다.

경도 = CY (C: 비례상수, Y: 항복강도)

1) 풀림처리 된 재료의 C 값은 냉간가공된 재료의 C 값보다 크다. 그 이유는 압입되는 동안 재료는 변형경화를 일으키고 이에따라 평균 항복응력이 초기의 항복응력보다 커지게 되기 때문이다.

2) 일축 항복응력보다 경도가 큰 값을 갖는 이유는 압입 시 변형이 삼축 압축 조합 응력 상태이기 때문이다.