재료 경도 란 무엇입니까? 다른 엔지니어링 재료를 비교하는 방법

제품 개발 프로세스는 몇 가지 사소한 프로세스를 포함하며 그 중 재료 선택이 가장 중요합니다.

모든 재료는 다른 기계적 특성과 기능을 가지고 있습니다. 그리고 올바른 재료를 선택하려면 부품이 겪을 하중 조건 유형을 결정해야 합니다. 예를 들어, 다른 구성 요소와 접촉하거나 충격 하중을 받는 부품(또는 어셈블리)을 설계하려는 경우 충분한 재료 경도를 가진 재료를 선택해야 합니다.

그러나 재료 경도는 정확히 무엇이며 어떻게 측정합니까? 이 문서는 이러한 질문 등에 대한 답변을 제공합니다.

재료 경도란 무엇입니까?

재료 경도 집중된 하중으로 인한 국부적인 소성 변형을 견디는 재료의 능력입니다.

이렇게 봐. 재료가 높은 정도의 경도를 갖는다는 것은 단순히 재료가 긁힘, 움푹 들어간 곳 및 마모와 같은 외부 힘이 존재하는 경우에도 모양을 유지할 수 있음을 의미합니다. 따라서 티타늄 및 다이아몬드와 같은 재료는 플라스틱보다 경도가 더 높습니다.

다이아몬드와 플라스틱을 비교할 때 어떤 재료가 더 단단한지 직관으로 알 수 있습니다. 그러나 밀접하게 관련된 금속(또는 합금) 중에서 선택하고 싶을 때 경도 테스트를 수행하지 않는 한 정확한 추측을 하는 것은 거의 항상 불가능합니다.

재료 경도를 테스트하는 몇 가지 방법이 있습니다. 그러나 이러한 방법을 논의하기 전에 먼저 재료 경도의 유형을 이해하는 것이 중요합니다.

재료 경도 유형

다음은 세 가지 유형의 재료 경도입니다.

1. 압입 경도
2. 스크래치 경도
3. 반동 경도

압입 경도 지속적인 하중을 받을 때 영구 변형에 대한 재료의 저항을 나타냅니다. 대조적으로, 긁힘 경도 다른 금속과의 접촉으로 인해 표면이 긁히지 않는 재료의 능력을 나타냅니다. 마지막으로 반동 경도 재료의 탄성과 관련이 있습니다. 충격 에너지를 흡수하는 재료의 능력을 설명합니다.

부품이 겪을 하중(또는 환경) 조건의 유형을 알게 되면 다음 경도 테스트 방법 중 하나를 고려하여 재료 옵션을 비교할 수 있습니다. 필요한 장비가 있는 경우 이 테스트를 완료할 수 있습니다. 또는 다양한 재료의 속성을 나열하는 Matweb과 같은 온라인 리소스 및 공급업체의 정보에 의존할 수 있습니다.

재료의 경도를 시험하는 방법:4가지 시험 방법

방법 #1 브리넬 테스트

Wikimedia Commons의 Brinell 경도 시험기.

Brinell 테스트는 재료의 압입 경도를 측정합니다. . 이 시험 방법은 압자(보통 경화된 강구)를 사용하여 시험편에 인상을 남깁니다. 이 테스트 방법에서는 지정된 시간 동안 볼(및 재료 표면)에 미리 정의된 힘을 가하기 전에 압자를 제자리에 고정합니다.

다음으로, 재료에 형성된 압입 크기에 따라 재료에 브리넬 경도 번호를 지정합니다. 현미경을 사용하여 압입을 측정하고 다음을 사용하여 브리넬 경도 수를 계산할 수 있습니다.

어디에:
HB =브리넬 경도(kg/mm2)
P =힘(뉴턴으로 측정)
D =압자 직경(밀리미터로 측정)
d =압입 직경(밀리미터로 측정)

그러나 압자에 적용할 사전 정의된 힘은 테스트하려는 재료에 따라 다릅니다. 예를 들어, 품질 관리 전문가는 일반적으로 철 및 강철과 같은 경금속에 대해 3000kg(또는 30,000N)의 표준 하중을 사용합니다. 대조적으로, 구리 및 황동과 같은 더 부드러운 재료의 경우 500kg(또는 5000N)의 하중을 적용해야 합니다.

방법 #2 로크웰 경도 시험

로크웰 경도 시험을 수행하는 작업자

브리넬 경도 시험과 마찬가지로 로크웰 경도 시험은 압입 경도에도 사용됩니다. 측정 및 일반적으로 압자(보통 강철 공 또는 구형 다이아몬드 팁 원뿔)를 사용합니다.

그러나 브리넬 경도 시험에서는 주 시험 하중을 가하기 전에 작은 하중(일반적으로 10kg 또는 100N)을 가하여 압자를 제자리에 고정합니다. 그런 다음 큰 하중을 제거할 때 작은 하중이 계속 걸린 상태에서 압입 깊이를 측정합니다.

경도 번호는 다른 로크웰 경도 척도(A, B, C 등)를 사용하여 읽을 수 있습니다. 이상적인 스케일은 사용된 압자의 유형과 재료에 적용된 테스트 하중에 따라 다릅니다. 예를 들어 강철 합금의 경도를 측정하고 싶다고 가정해 보겠습니다. 최대 140kg의 주요 하중이 있는 다이아몬드 콘 압자를 사용해야 합니다. 이러한 시나리오에서는 "C" 눈금의 경도 수치를 읽게 됩니다.

구리 합금과 같은 연질 금속의 경우 품질 관리 전문가가 다이아몬드 강구(최대 하중 100kg)를 사용하고 "B" 눈금에서 경도 수치를 읽습니다.

방법 #3 모스 경도 시험

모스 경도 테스트는 스크래치 저항 측정에 이상적입니다. 재료의. 이 테스트 방법에서는 미리 정의된 경도를 가진 기준 재료를 사용하여 테스트할 재료의 표면을 긁습니다. 경도 값은 임의의 경도 값이 할당된 10개의 광물로 구성된 모스 척도를 사용하여 표현됩니다.

Alan의 Factory Outlet에서 전체 Mohs 경도 차트를 참조하십시오.

Alan's Factory Outlet에는 다양한 금속의 긁힘 저항성에 대한 예를 볼 수 있는 모스 경도 차트(위 스크린샷)가 있습니다.

방법 #4 해안 경화경 경도 시험

쇼어 경화경은 재료의 반동 경도를 측정하는 데 사용되는 장치입니다. . 이 장치는 스탠드에 장착된 눈금이 있는 유리관이 특징입니다. 재료의 반발 경도를 결정하기 위해 다이아몬드 팁 망치를 유리관을 통해 재료에 떨어뜨립니다.

삼각대에 장착된 Shore Scleroscope의 개략도. Wikimedia Commons에서.

경도값은 해머가 시험편을 친 후 반발하는 높이에 비례한다. 예를 들어, 경도가 높은 재료는 경도가 낮은 재료보다 반발 높이가 더 커집니다.

재료 경도 시험 및 제품 개발:Gensun 정밀 가공 서비스

의심할 여지 없이 제품 디자인에 이상적인 재료를 결정하려면 다양한 재료의 경도를 아는 것이 중요합니다. 그러나 제품에 적합한 재료를 선택한 후에도 부품을 정확하고 정확하게 만들 수 있는 적합한 기계 공장과 기계공을 찾아야 합니다.

Gensun Precision Machining은 아시아 전역에서 가공 서비스를 제공하는 선두 업체입니다. 우리는 재료 경도를 테스트할 수 있는 품질 관리 전문가 팀뿐만 아니라 우수한 자격을 갖춘 엔지니어 및 기계공 팀도 보유하고 있습니다. 당사의 전문가 팀은 최첨단 가공 기술을 사용하여 정확하고 정밀하게 제품을 만들기 위해 협력합니다.

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