로크웰 경도 시험 및 강철 처리 효과

경도 시험은 간단하고 비교적 저렴한 시험입니다. 인장 시험보다 빠르고 파괴력이 적기 때문에 엔지니어가 사용할 수 있는 가장 보편적으로 가치 있는 기계 시험 중 하나로 간주됩니다.

경도 테스트 값은 경험적이지만 결과는 광범위한 재료에 대한 재료 강도와 매우 좋은 상관 관계를 제공합니다. 경도 시험에서 알려진 힘이 가해지면 재료가 겪는 소성 변형의 양에 따라 경도 값이 결정됩니다.

로크웰 유형 테스트에서는 다양한 크기와 모양의 적재된 압자가 경도를 측정합니다. 이 실험에서는 Rockwell 경도 시험을 사용하여 처리되지 않은 강철과 열처리된 강철의 경도를 측정하고 비교합니다.

금속의 경도를 측정하는 몇 가지 일반적인 방법에는 Brinell, Vickers, Knoop 및 Rockwell 경도 BNC가 있습니다. 이러한 각 방법은 구, 원뿔 또는 다이아몬드 피라미드 모양의 관통자를 사용합니다.

금속 표면에 움푹 들어간 곳이 만들어지고 경도 판독값이 표시됩니다. 이 목록 중 로크웰 경도 시험은 구조용 강재에 가장 많이 사용되는 시험입니다. 표준 수동 로크웰 테스터는 하중을 가하는 레버 시스템과 경도 번호를 보여주는 아날로그 판독값으로 구성됩니다.

일반적인 로크웰 테스트에서는 예비 하중을 적용하고 초기 침투 깊이를 측정하여 표면 변화를 설명하기 위해 영점을 설정합니다. 다음으로, 주요 하중이 인덴터에 적용됩니다. 마지막으로 하중이 제거되고 최종 침투 깊이가 측정됩니다. 기계 상단의 다이얼 게이지는 이 두 값의 차이를 사용하여 Rockwell 경도 값을 표시합니다. 재료가 단단할수록 인덴터가 덜 침투하여 로크웰 경도 값이 높아집니다. 따라서 Rockwell B 및 Rockwell C 경도 값은 침투 깊이를 기반으로 하므로 테스트 기계는 특정 경도 범위에 대한 교정 테스트 블록을 사용하여 자주 보정됩니다.

로크웰 경도 시험은 열처리 또는 냉간 압연과 같은 공정을 통해 재료의 강도가 어떻게 변하는지 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 냉간 압연은 더 강하고 단단한 재료를 만드는 경향이 있습니다. 열처리는 가열을 통해 더 부드러운 재료를 만들 수 있지만 담금질을 통해 더 단단한 구조를 만들 수 있습니다.

예를 들어, Jominy End 담금질 시험에서는 원통형 시편을 균일하게 가열합니다. 그런 다음 한쪽 끝을 물줄기로 담금질합니다. 담금질된 끝에서 담금질되지 않은 끝단까지 시편의 길이에 따른 변화는 미세 구조의 변화를 나타내는 경도 값에서 볼 수 있습니다.

다음 섹션에서는 로크웰 경도 시험을 사용하여 처리되지 않은 강철에서 열처리된 강철로의 전환을 관찰하기 위해 강철 Jominy End 담금질 테스트 시편의 길이를 따라 경도를 측정합니다.

시작하기 전에 시험기에 대해 잘 알고 있어야 합니다. 캡스턴 핸드휠에 의해 올리거나 내릴 수 있는 모루는 교체 가능한 압자 아래의 샘플을 지지합니다.

시험 하중은 기계 측면의 선택기를 사용하여 선택되며 하중 레버를 하역 위치에서 적재 위치로 돌려 적용됩니다. 정확한 사전 로딩 및 최종 측정은 기계 상단의 다이얼 게이지를 사용하여 결정됩니다.

시험 표본을 삽입하기 전에 Rockwell C 다이아몬드 콘 인덴터가 설치되어 있고 시험 하중이 150kg으로 설정되어 있는지 확인하십시오. 평평한 표면이 모루에 닿도록 기계에 표본을 고정합니다. 이 시연에서는 수냉식 처리를 거친 Jominy End 담금질 표본을 사용합니다.

하중 레버를 언로딩 위치로 이동한 다음 앤빌을 들어 올려 시편을 인덴터에 가깝게 가져옵니다. 인덴터가 끝에서 1/16인치가 되도록 시편 위치를 조정합니다. 위치가 올바르면 시험 중에 시편이 움직이지 않도록 시편을 다시 고정합니다. 이제 전면 다이얼의 바늘이 약간 움직이기 시작할 때까지 샘플을 다시 한 번 들어 올려 인덴터와의 접촉이 설정되었음을 나타냅니다.

다이얼의 바늘이 완전히 세 바퀴 돌 때까지 표본을 천천히 들어 올려 예압을 적용합니다. 바늘이 세 번째 회전을 완료하면 멈춥니다. 초기 판독값이 0이 되도록 다이얼 게이지의 바깥쪽 링을 조정합니다. 그런 다음 하중 레버를 하중 위치로 이동하여 테스트 하중을 적용합니다. 바늘은 하중이 가해짐에 따라 새로운 값으로 안정됩니다. 움직임을 멈출 때까지 기다렸다가 적재 레버를 다시 언로딩 위치로 이동합니다.

다이얼 게이지에서 Rockwell C 경도를 기록한 다음 모루를 내려 샘플을 인덴터에서 멀리 이동합니다. 시편의 길이를 따라 이 테스트를 반복합니다. ASTM-A255 지침은 전반 1/2 인치에 대해 1/16 인치 간격으로, 다음 1/2 인치에 대해 1/8 인치 간격으로 판독해야한다고 명시하고 있습니다.

시편의 Rockwell 경도를 시편을 따른 위치의 함수로 플롯합니다. 담금질 끝단으로부터의 거리가 증가함에 따라 경도가 명확하게 감소합니다.

로크웰 경도 시험은 냉각 속도로 인해 재료의 내부 구조 변화가 재료의 경도에 영향을 미치고 이는 차례로 재료의 강도를 나타내는 것을 보여주기 위해 사용되었습니다.

사용 편의성에 대한 경도 테스트에 감사하게 되었으니 이제 일상 제품의 품질을 보장하기 위해 어떻게 적용되는지 살펴보겠습니다.

경도 값은 경험적 방정식에서 파생된 차트를 사용하여 강도 값으로 쉽게 변환할 수 있습니다. 예상대로 부드러운 재료는 강도 값이 낮고 단단한 재료는 강도 값이 더 높습니다. 이 때문에 비용이 많이 드는 인장 테스트 대신 경도 값을 사용하여 우리가 매일 사용하는 물체의 강도를 예측할 수 있습니다.

뒤뜰 바베큐를 둘러보면 경도 테스트로 인해 안전하다고 판단되는 많은 제품을 볼 수 있습니다. 금속 잔디 의자, 다양한 온도에서 그릴의 격자, 경화 강철 칼, 수중 조건의 금속 수영장 사다리. 모두 소비자 안전을 보장하기 위해 경도 테스트를 거쳤을 가능성이 높습니다.

방금 JoVE의 Rockwell 경도 테스트 소개를 시청했습니다. 이제 경도 테스트가 일반적으로 사용되는 이유, 경도 테스트를 수행하는 방법 및 얻은 결과를 분석하는 방법을 이해해야 합니다.

시청해 주셔서 감사합니다!