재질 경도형,테스트 방법 및 단위

경도는 재료의 품질을 견딜 수 있 화 된 변형이 있습니다. 재료 마모를 유도 할 수있는 작은 입자를 포함하는 환경에 적합한 재료를 찾을 때 특히 중요 할 수 있습니다. 연약한 물자는 단단한 그들 모양에 있는 어떤 변화든지에 저항하는 동안 압흔을 겪습니다.

경도는 강도,탄성 등과 같은 다른 재료 특성과 문맥에서보아야합니다. 예를 들어,많은 단단한 재료는 부서지기 쉬운 경향이있어 사용 사례를 제한합니다.

이 문서에서,우리는 우리 것에 대해 자세히 살펴 재료의 경도,어떻게 그것은 측정하는 방법과 비교합니다!

재료 경도는 무엇입니까?

경도는 지역화된 영원한 개악에 물자의 저항의 측정입니다. 영구 변형은 소성 변형이라고도합니다. 는 탄성 변형을 의미하는 재료 그것의 모양을 변경하는 동안에만 응용 프로그램의 힘,그 결과 소성 변형을 의미하는 재료는 반환하지 않습니다 그것의 원래 모양입니다.

일부 재료는 자연적으로 단단합니다. 예를 들어,텅스텐은 공구강에서 합금 원소로 사용을 찾는 믿을 수 없을만큼 단단한 금속입니다. 이로써이 강 그룹은 절단 작업 중 고온에서도 마모에 저항 할 수 있습니다.

밀링 커터에서 많은 사용을 찾는 초경합금은 종종 텅스텐을 포함합니다. 이러한 교체 가능한 절삭 공구 비트는 절삭 공구의 수명을 상당히 길게합니다.반면에 금속을 포함한 일부 재료는 많은 응용 분야에서 쓸모 없게 만드는 지점까지 부드럽습니다. 순금은 너무 부드러워서 긁거나 구부리면 많은 노력이 필요하지 않습니다. 따라서은,구리 및 알루미늄과 같은 다른 금속을 첨가하는 것이 경도를 향상시키는 데 필수적입니다.

어떤 재질,열처리 가능성을 유도하는 더 큰 표면 경도를 유지하면서 다른 특성에 금속을 사용할 수 있습니다. 기계 샤프트는 종종이 과정을 거쳐 더 긴 수명을 보장합니다.엔지니어는 제품 설계 개념을 만들 때 경도의 비율도 고려해야 합니다. 예를 들어,베어링 및 샤프트 맞춤에서 베어링은 교체하기 쉽기 때문에 더 부드러워 야합니다. 일정한 움직임으로 한 부분을 착용해야하며 선택은 엔지니어에게 달려 있습니다.

경도의 유형

재료는 다른 유형의 로딩 하에서 다르게 행동합니다. 예를 들어,금속할 수 있는 거대한 하나의 영향을 매우 잘할 수 있는 행위를 하여서는 동안 동일한 지속적인딩.

경도 테스트는 각 경우에 대해 수행되어야하므로 응용 프로그램에 대해 박식 한 선택을 할 수 있습니다.

경도의 세 가지 유형은 스크래치,리바운드 및 들여 쓰기 경도입니다. 각 유형의 경도를 측정하려면 다른 도구 세트가 필요합니다. 또한 동일한 재료는 위에서 언급 한 각 유형에 대해 다른 경도 값을 갖습니다.

경도 들여쓰기

이 경도 유형을 참조 저항하는 영구 변형할 때 쓰는 자료를 지속적인 짐.

들여 쓰기 경도는 엔지니어와 야금 학자가 경도에 대해 이야기 할 때 일반적으로 참조하는 것입니다. 측정 값의 기본 관심으로 지속적인 로딩이 가장 일반적인 양식 로드하는 금속을 받게 됩니다.

긁기 경도

이 유형의 경도를 참조 자료의에 저항하는 능력에 흠집니다. 스크래치는 날카 롭고 단단한 재료와의 접촉으로 인해 상층의 좁은 연속 들여 쓰기입니다.

스크래치 테스트는 또한 상당한 소성 변형을 겪지 않으므로 세라믹과 같은 취성 재료에 일반적으로 사용됩니다. 몇몇 물자 신청이 득점에 높게 과민하기 때문에 찰상 경도를 고려하는 것이 중요합니다.

엔진 실린더 라이너의 경우를 예로 들어 보겠습니다. 긁힘이나 채점은 여러 가지 이유로 인해 발생할 수 있습니다. 라이너의 표면은 피스톤 링,연료의 이물질 또는 윤활유와 같은 다양한 금속과 접촉합니다. 때로는 라이너의 부적절한 좌석이 그것에 기여할 수 있습니다.

는 거친 입자 일으킬 수 있는 상처는 궁극적으로 저하되는 엔진의 성능과 더 많은 비용에서 유지보수,부품,연료 소비습니다.

설계 단계에서 올바른 금속 선택은 그것이 접촉 할 재료의 경도를 고려합니다. 라이너의 경도는 상호 작용할 재료보다 커야합니다. 이것은 가능한 많은 문제를 피하는 데 도움이됩니다.

반등 또는 동적 경도

반발 경도 더 많은 탄성 경도 플라스틱 보다 경도가 있습니다. 물자는 충격에 에너지를 흡수하고 indenter 에 돌려보냅니다.

indenter 는 경도 테스트에 사용되는 참고 자료입니다. 동적 경도는 일반적으로 시험편에 다이아몬드 팁 해머를 떨어 뜨리고 표면에 충돌 한 후 해머의 바운스를 기록하여 측정됩니다.

높이가 원래 낙하 높이에 가까울수록 리바운드 경도에 대한 값이 높아집니다.

경도 단위

SI 단위의 경도 N/mm2. 따라서 단위 파스칼은 경도에도 사용되지만 경도는 압력과 혼동되어서는 안됩니다.

위에서 논의한 다른 유형의 경도는 측정의 척도가 다릅니다. 스크래치,들여 쓰기 및 리바운드 경도의 경우 측정 방법이 다릅니다(예:브리넬,로크웰,크누프,Leeb 및 Meyer). 단위는 이러한 측정 방법에서 파생되므로 직접 비교에는 적합하지 않습니다.

그러나 Rockwell(B&C),Vickers 및 Brinell 값을 비교하기 위해 항상 변환 테이블을 사용할 수 있습니다. 이와 같은 테이블은 100%정확하지는 않지만 좋은 표시를 제공합니다.

에서 이러한 모든 규모,열심히 자료가 있을 것이 더 높은 경도 번호입니다.

일반적으로 사용되는 단위의 경도 측정습니다:

• 브리넬 경도번호(HB)
• 비커스 경도번호(HV)
• 로크웰 경도번호(HRA,HRB,HRC,etc.)
• Leeb 경도 값(HLD,HLS,HLE,etc.)

경도를 측정하기

는 다양한 형태의 경도를 측정을 사용하여 다른 테스트 방법이 있습니다. 모든 방법 중에서 공통점은 시험편 표면적에 들여 쓰기를 만들기 위해 indenter 를 사용하는 것입니다. 들여 쓰기는 재료의 경도에 대한 확실한 표현을 제공하며 측정 및 복제가 쉽습니다.

더 단단한 재료는 얕은 들여 쓰기를 가지며 더 부드러운 재료는 더 깊은 들여 쓰기를 갖습니다.

브리넬 경도 시험

Brinell 테스트 첫 번째 중 하나로 널리 경도 테스트에 대한 압입 경도 측정합니다. 에 Brinell test,강철 공 10mm 의 직경으로 사용한 압입자를 만드는 노출 테스트에 조각을 계산하기 위해 브리넬 경도 번호입니다.

공은 미리 정해진 시간,보통 30 초 동안 제자리에 유지되고 공에 힘이 가해집니다. 이 힘은 측정되는 시험 금속에 따라 달라질 것입니다.

표준 하중은 3000kg 이지만 더 부드러운 금속의 경우 500kg 으로 줄일 수 있습니다. 더 단단한 금속을 위해,텅스텐 탄화물 공은 공의 왜곡을 방지하기 위하여 이용될지도 모릅니다. 경도 단위 HB(또는 HBN)는 사용을 알리기 위해 텅스텐의 경우 HBW 로 변경됩니다(텅스텐=독일/스웨덴의 볼프람).

indenter 의 제거에서,덴트는 저전력 현미경으로 관찰되고 크기는 측정의 평균을 직각으로 취하여 계산됩니다.

브리넬 시험 완료시 경도 수는 다음과 같이 계산됩니다:

,어디

F–force,N

D–indenter diameter,mm

d–의 들여쓰기 직경 mm

로크웰 경도 시험

로크웰 경도 시험이 가장 일반적으로 사용되는 방법에 대한 압입 경도 측정합니다. 로크웰 경도의 값은 사용 된 스케일과 함께 제공됩니다.

테스트중인 재료에 따라 적절한 스케일을 선택해야합니다. 이 경도 척도는 사용 된 indenter-load 조합의 유형에 대한 정보를 제공합니다.

선택할 수있는 총 30 개의 저울이 있습니다. 이것이 로크웰을 다양한 재료의 경도를 측정하는 야드 스틱 테스트로 만드는 것입니다. 세라믹 및 복합 재료 경도 측정도 가능합니다. 가장 일반적으로 사용되는 척도는”B”와”C”입니다.

에서 로크웰 경도 시험,적용하기 전에 테스트 짐을,작은 사소한 부하 적용을 indenter 테스트로 조각하고 제거하는 효과의 모든 표면에 부정입니다. 이것은 더 나은 정확도를 제공합니다.

그와 유사한 Brinell 테스트 indenter 를 만드는 데 사용되는 인상 재료에 적용하여 테스트 짐으로도 알려진 주요 load. 그런 다음 경도를 결정하기 위해 인상이 측정됩니다. 다이얼 게이지는 변형을 기록하는 데 사용됩니다.

경도 값을 계산하기 위해 덴트 치수의 순 증가(사소한 하중과 주요 하중의 적용 사이)가 고려됩니다.

로드 속도를 지정하는 것이 필요합니다. 연질 금속에서,부하 적용의 다양한 속도는 최종 값에 상당한 차이를 생성 할 수있다. 적재 속도가 표준에 따른다는 것을주의 깊게 모니터링하는 것이 중요합니다.

로크웰 경도의 공식은:

,어디

N–scale 요소에 따라 사용자

s–배율에 따라 사용자

d–의 깊이 영구적이 들여쓰기에 비해 작은 하중, mm

비커스 경도 시험

세 번째 방법으로 측정하기 위한 재료의 경도를 사용하는 비커스 테스트입니다. 이것은 높은 하중을 필요로하지 않는 더 부드러운 재료에 특히 적합합니다. 부드러운 소재로 비커스 방법은 더 나은 정확도를 제공합니다.

또한 vickers 가 모든 재료에 동일한 다이아몬드 indenter 를 사용하므로 경도 값을 계산하는 것이 더 쉽습니다. 따라서 수식을 조정할 필요는 없습니다.

또 다른 중요한 기능의 사용 확대경,그것이 가능한 테스트와 영역의 특정 미세구조.

첫째로,검사자는 기계에 부속을 두고 적당한 고도를 찾아내기 위하여 현미경을 사용해야 합니다. 그런 다음 이미지를 사용하여,올바른 장소가 결정됩니다.

다이아몬드 indenter 는 4 면 피라미드 모양입니다. 부품을 만진 후 기계는 곧 미리 결정된 힘 값에 도달합니다. 일정 시간 동안 동일한 하중에 머물러 있습니다.

그런 다음 들여 쓰기의 측정이 이루어집니다. 비커스 경도 값을 계산하면 다음 공식을 사용합니다:

,어디

F–force,N

d–의 들여쓰기,대각선 mm

모스 경도 시험

독일어 광물 처음 모스를 고안한 것 모스 경도 시험을 측정하 긁기 경도의 재료이다. 이 시험에서,재료는 정의 된 경도를 갖는 기준 물질로 긁힌 다.

시험 결과에 기초하여 수치 경도 값이 시험 재료에 할당된다. 모스 경도 시험은 시험을위한 척도로 다양한 경도의 10 가지 참고 자료를 사용합니다.

사용 된 가장 부드러운 재료는 활석(값=1)이고 가장 단단한 재료는 다이아몬드(값=10)입니다. 된 참조에 사용되는 모스 경도가 있지 않는 등급을 매긴 증가,모스 경도 가늠자 정확성이 부족과 거친의 경도의 측정.

오늘날,현대적인 스크래치 테스트를 사용하여 수행됩 Rockwell 다이아몬드 indenters 긁힘에 의해 테스트를 위해 조각 특정 길이를 누르면 선택한 로드 값입니다.

Scleroscope 테스트

A scleroscope 은 측정 하는 데 사용 하는 장치 또는 동적 반등의 경도는 자료. 셋업은 스탠드에 연결된 중공 수직 유리 튜브로 구성됩니다. 이 튜브를 통해 다이아몬드 해머가 시험편에 떨어지고 망치의 바운스가 기록됩니다.

다이아몬드 해머는 자체 무게로 고정 된 높이에서 떨어집니다. 시험편과 접촉하면 망치가 다시 튕겨 나옵니다. 이 바운스는 더 높은 경도를 가진 재료에 대해 더 높을 것입니다.

이탈 낮은 것에 대한 부드러운 금속으로 일부의 충격 에너지를 소진될 것으로 만들기에 움푹 들어간 곳에서 테스트 표면입니다. 유리 튜브에는 바운스의 높이를 측정하는 그라디언트가 있습니다. 리바운드 경도는 해안 단위로 측정됩니다.