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1. 제 목

브리넬 경도 시험(Brinell hardness test)

 

2. 목 적

경도 값으로부터 강도를 추정하는 경우에는 그 근본목적이 강도의 추정이 침탄처리 등의 표면처리 된 시편이나 가공경화가 많이 일어나는 재료에 있어서 가공에 의한 표면경화가 나타난 시편은 경도 값으로부터 강도를 추정할 수 없는 것이다.

또한 경도 값으로부터 시편의 가공 상태나 열처리 상태 등을 알고자 하는 경우에는 그에 따라 적절한 경도측정방법이나 순서를 결정해야 한다.

이러한 경우에는 대개 압입자를 바꾸거나 하중을 바꾸어서 2회 이상 경도 값을 측정해야 정확한 데이터를 얻을 수 있다.

브리넬 경도시험은 피 측정물에 압자를 눌러서 이때의 하중과 하중에 의해 발생하는 압입자국을 사용하여 측정하는 방법이다.

경도는 기계부품으로서의 재료가 구비해야만 하는 중요한 성질 중의 하나로서, 이 시험을 통해 간단히 측정할 수 있고, 경도를 사용하여 다른 기계적 성질을 대략적으로 추정하는 것을 목적으로 한다.

 

3. 실험 이론 및 계산식

측정 원리

구형의 압입자를 일정한 하중으로 시편에 압입함으로써 경도 값을 측정하는 방법이다.

이 방법은 압입자의 크기뿐만 아니라 통상 실험 하중도 다른 경도 시험에 비해 크기 때문에 얇은 부품, 특히 표면만의 경도를 알고자 하는 경우에는 적합지 않으며 주물제품 등 비교적 불균일하고 현상이 큰 재료의 경도 측정에 주로 사용된다.

이 실험법은 여타의 압입 경도 실험과 마찬가지로 부하속도와 하중유지 시간에 따라 경도 값이 달라지므로 이를 고려해야 한다.

특히 하중 유지시간의 경우에는 그 변화에 따라 경도 값도 많이 달라지므로 대체로 10~15 2초를 그 표준조건으로 잡고 있다.

또한 시편의 표면의 압입자국을 정확하게 측정하기 위해서는 경도 실험의 전 과정으로서 반드시 표면의 마무리 작업을 거쳐야 한다.

브리넬 경도 실험은 지름이 Dmm인 강구 압자를 재료에 일정한 시험 하중으로 시편에 압연시켜 시험기로서 Pkg으로 눌렀을 때 지름이 Dmm이고, 깊이가 hmm인 우묵한 자국이 생겼다고 하면 브리넬 경도로 표시된다.

 

계산식

브리넬 경도 강구 또는 초경 합금구의 누르개를 사용하여, 시험면에 구형의 오목부를 만들었을 때의 시험 하중과 오목부의 지름에서 구한 오목부의 표면적으로부터 다음 식으로 산출한다.

오목부의 지름은 시험 하중을 제거한 후 서로 직각을…(생략)

 

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