열처리 경도기 종류와 경도환산표를 알아보자
열처리 경도기(Heat Treatment Hardness Tester)는 금속이나 합금이 열처리 과정을 거친 뒤 그 재료의 경도를 측정하기 위해 사용하는 장비로 금속재료는 담금질(Quenching), 뜨임(Tempering), 풀림(Annealing), 표면 경화(Surface Hardening) 등의 열처리를 통해 기계적 성질이 크게 변화하게 되는데, 이때 경도는 내마모성, 강도, 인성 등을 가늠할 수 있는 중요한 지표로 활용됩니다.
따라서 열처리 경도기는 제조업, 금속 가공, 자동차 및 항공우주 산업, 공구 제작 등 다양한 분야에서 필수적으로 사용됩니다.
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| 열처리 경도기 |
주로 다음과 같은 두 가지 방법으로 구분이 됩니다.
1. 비파괴적 경도 측정 기기(Non-Destructive Hardness Testers)
- 경도기는 재료의 표면에 특정한 부하를 가하고, 그 부하에 대한 표면 반사나 반응을 측정하여 경도를 결정합니다.
- 재료의 파괴 없이 경도를 측정할 수 있어 유용합니다.
2. 침투 경도 측정기(Penetration Hardness Testers)
- 경도기는 재료의 표면에 소형 경도 테스트 스파인을 침투시킴으로써 경도를 측정합니다.
- 재료의 경도를 결정하는 데 사용되며, 재료가 침투된 스파인의 깊이나 흔적을 기반으로 경도를 확인합니다.
경도란 것은 어떤 일정한 ball을 사용하여 일정한 하중으로 재료의 표면을 압입 할 때 나타나는 국부적인 저항입니다.
따라서 탄성적 및 소성적 저항이 그 재료의 강도를 나타내게 된다.
측정방법에는 여러 가지가 있지만
a. 압입 경도측정(Indentation Hardness Test)
b. 긋기 경도측정(Scracth Hardness Test),
c. 반발 경도측정(Rebound Hardness Test)을 들 수 있다.
가장 일반적인 방법은 압입 경도측정으로서 다음과 같이 대표적인 4가지가 있다.
1. 브리넬 경도
- 압자 : 동구 Ø5㎜ 또는 10㎜)
- 하중 : 500㎏ 또는 3000㎏, 압입자국의 지름이 동구지름의 0.2~0.5배가 되도록 설정한다.
- 경도표시법 : HB = P (㎏/㎟) π×D× { D- D2-d2 } 2
- 시편 : 두께 > 압입자국 깊이의 10배, 폭 > 4d, 측정점
- 사이의 거리 > 4d, 측정점의 테두리로부터의 거리 > 2d
- 특징 : 큰 시편에 적용되며, 평균값을 얻을 수 있어 표면의 영향이 크지 않다.
2. 로크웰 경도
- 압자 : 1/6″동구(B), 120° diamond cone(C와 A)
- 하중 : 예비하중 10㎏, 주하 중 60㎏(A), 100㎏(B), 150㎏(C)
- 경도표시법 : HRA, HRB, HRC, 예비하중 → 주하 중 → 예상하중으로 하였을 때의 압입자국 깊이의 역수(1/500㎜에 1 눈금)
- 특징 : 신속하며, 측정하는 사람에 따른 오차가 적으며, 시편이 작고 밀도가 크다.
3. 비커스 경도
- 압자 : 136° diamond pyramid
- 하중 : 1㎏~120㎏(현미경 계측계의 눈금이 200~500 사이에 오도록 한다.)
- 경도 표시법 : Hv = 하중 = 1.854P (㎏/㎟)
- 압입자국 이 표 면적 L2
- L : 압입자국의 대각선 평균길이(㎜)
- 특징 : 시편이 작고, 적용할 수 있는 경도의 범위가 넓다.
4. 미소 경도
a. Micro-Vickers경도
- Vickers 경도의 하중을 10㎏~1㎏의 범위에서 행하는 것으로서, 미소 경도시편, 표면적, 조직에 상당하는 미소 부분의 경도 측정이 가능하다.
b. Knoop 미소 경도
- 경도계는 Micro-Vickers경도계와 병용할 수 있다.
- 경도 표시법 : Hk = P = 14.2P A L2
- 특징 : 측정 감도가 높고, 표면적, 박판 등의 경도 측정에 좋다.
특징 및 활용
열처리 공정 관리:열처리 후 경도를 측정하여 공정이 제대로 이루어졌는지 확인할 수 있습니다.
품질 보증:제품 출하 전 일정한 경도값을 유지하고 있는지 검사함으로써 품질 신뢰성을 확보합니다.
연구·개발:소재 개발 과정에서 열처리에 따른 물성 변화를 정량적으로 분석하는 데 필수적입니다.
ㅁ열처리 경도환산표를 알아보자ㅁ
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| 열처리 경도환산표 |
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