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영향을 끼치는 요소들 / 가공 요구 사항 / 경도 측정 하중 / INDENT 간격 설정
글쓴이 관리자 (IP: *.39.189.145) 작성일 2017-08-16 16:14 조회수 531
영향을 끼치는 요소들

경도 측정 결과에 영향을 끼치는 요소에는 여러 가지가 있다. 경도 측정 시 주어지는 하중이 낮을 수록, 더 많은 요소들을 통제해야 한다. 이 요소들의 일부는 아래와 같다.

- 빛, 진동, 온도 및 습도와 같은 외부 요소들을 통제해야 한다.
- 측정기와 stage 를 단단한 수평 테이블 위에 배치하는 것 및 시편을 홀더 또는 anvil 을 이용하여 철저히 고정시키는 것과 같은 측정 상태 사전 조절이 필요하다. 인덴터는 측정 표면과 수직을 이루어야 한다.
- Vickers, Knoop, 또는 Brinell 측정 중에는 조명 설정이 일정하게 유지되어야 한다.
- 인덴터 또는 대물렌즈를 교체할 때 마다 측정기의 calibration/verification 을 다시 행해야 한다.

 



가공 요구 사항

요구되는 표면의 상태는 측정 유형 또는 사용되는 하중에 따라 다르다.

일반적으로 macro 경도 측정에는 grinding 을 마친 표면으로 충분하며, 어떤 경우에는 가공 자체가 필요하지 않을 수도 있다. Micro 경도 측정의 경우 polishing 또는 전해 polishing 을 거친 표면이 필요하다. 광학적 검사를 거치는 자국의 모서리가 선명히 보이도록 하는 것이 중요하다.

Micro 경도 측정 범위에서는, 경도 측정 시 가해지는 하중이 적을수록, 표면 가공 요구 사항이 더 늘어난다. 이러한 가공은 기계적, 화학적 또는 전해 화학적으로 가능하다. 가공 과정에서 높거나 낮은 온도로 인해 시편 표면의 성질에 변형이 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다.



변형

절단 및 grinding 과정에서 생긴 변형은 시험 하중에 따라 polishing 과정에서 6.0, 3.0, 또는 1.0 μm 연마 입자를 이용하여 제거해야 한다. 300 gf1 이하의 매우 적은 하중이 가해질 경우, 표면에 남은 변형이 전혀 없어야 하며, 시편 상에 oxide polishing 또는 전해 polishing 을 하여 전혀 손상이 없는 표면을 얻어야 한다. 또한 경도가 낮거나 연성이 높은 재질 (예 : HV 120-150 이하) 에는 가공 부작용이 생기기 더 쉽다는 사실도 고려해야 한다.

하지만 일반적으로, 경도 측정 결과 상의 차이는 표면 가공의 품질과 직접적으로 연관이 있다고 할 수 있다. 따라서, 표면 가공의 질을 낮춰 잡기에 앞서 표면 품질과 측정 결과 간의 관계를 고려하는 것이 좋다.

아래의 표에는, 서로 다른 경도 측정에서 필요로 하는 가공 요구사항이 설명되어 있다:
 



경도 측정 하중

- "Micro 경도 측정" 이라는 표현은 indentation 하중이 1.0 kgf 또는 그 이하일 때 종종 사용된다.
- "Macro 경도 측정" 이라는 표현은 하중이 1.0 kgf 이상일 때 사용된다. 표준 상에서 허용하는 한 가장 높은 하중/압력을 사용하여 최대한 큰 indent 를 생성하고 이를 통해 최선의 정확도를 얻도록 한다.

공식적으로는, 적용되는 하중은 Newton (N) 으로 표기해야 한다. 하지만, 하중은 일반적으로 지금까지 kilogram-force (kgf), gram-force (gf), 또는 pond (p) 로 표기되어 왔다. kgf, kp, 그리고 N 간의 관계는 다음과 같다: 1.0 kgf = 1,000 gf = 1.0 kp = 9.81 N

금속 재질의 시편에 사용되는 각 네 가지 메소드가 사용하는 하중은 각기 서로 다른 ISO 및 ASTM 표준을 준수한다:
 



INDENT 간격 설정

경도 측정 시, indentation 은 주변의 재질을 변형시키고 그 성질을 변화시킨다. 따라서 인식된 경도의 분석 오류를 막기 위해서는, 복수의 indentation 간에 일정 간격을 설정해야 한다.

예시

철과 구리, 그리고 구리 합금의 경우, Vickers indentation 시 대각선 너비의 최소 3배 이상의 간격을 두어야 한다. 납, 아연, 알루미늄 및 주석의 경우 indent 간 거리가 대각선 너비의 최소 6배 이상이어야 한다.
 




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