[자연과학] 실험보고서 - 경도 실험중 ‘로크웰 경도 실험’ 과 ‘비커스 경도 실험’

`경도 실험`

1. 실험 목적 : 경도는 기계재료의 중요한 성질중의 하나이고 주로 금속재료의 경도를 측정한다. 실험을 통하여 ‘로크웰 경도’ 와 ‘브리넬 경도’ 측정방법을 익히고 각종 스케일의 경도와 비교하는 것을 목적으로 한다.

2. 실험 이론

1. 로크웰 경도 실험 (rockwell 경도 실험)
로크웰 경도는 압자를 하나 택해, 우선 기준하중으로 가압하고 이어서 시험하중을 가하면 시험편은 압입자의 모양으로 변형을 일으키게 되는데 이 때의 변형은 탄성변형과 소성변형이 동시에 일어난 상태이다. 이 상태에서 시험하중만을 제거하면 처음의 기준하중만 받는 상태로 되어 탄성변형은 회복되고 소성변형만 남게 된다. 이 때 압입 깊이를 처음 기준하중만 가했을 때의 깊이를 기준으로 측정하면 그 깊이는 시험편의 경도에 대응하는 양을 나타낸다. 즉 기준하중과 시험하중으로 인하여 생긴 압입자국의 깊의 차로서 경도를 결정한다. 시험편이 단단하면 측정깊이는 얕고 연하면 깊게 될 것이다.
위의 그림은 로크웰 경도기에 기준하중을 가하다가 실험하중을 가하고 일정 시간뒤에 실험하중을 제거해서 기준 하중만을 가해 탄성변형부분은 다시 제자리로 돌아가고 소성변형 높이만을 경도로 측정한다.
h=h2-h3
여기서 나온 h를 경도 산출식에 대입하여 계산하면 경도를 계산 할수 있다.
2. 비커스 경도 실험(vickers hardness test)
`비커스 경도식`
▶ HV : 비커스경도
▶ F : 시험 하중 (Kgf)
▶ S : 오목부의 표면적 (㎟)
▶ d : 오목부의 대각선의 평균 길이(㎜)
▶ θ : 다이어몬드 압자의 대면각(136˚)
다이아몬드 피라미드(diamond pyramid)라고 부르는 비커스(Vickers) 경도 시험이 있다. 누름자는 …

3. 실험 방법

4. 실험결과

5. 논의 및 고찰