록웰 스케일

Rockwell scale
Rockwell 경도 시험기

Rockwell 척도는 재료의 움푹 들어간 경도에 기초한 경도 척도입니다.Rockwell 테스트는 예하중(소하중)[1]에 의한 침투에 비해 큰 하중(대하중)에서 인덴터의 침투 깊이를 측정한다.여러 개의 눈금(단일 문자로 표시)이 있으며, 서로 다른 하중 또는 들여쓰기를 사용합니다.결과는 HRA, HRB, HRC 등으로 기록된 무차원 수치입니다. 여기서 마지막 문자는 각각의 Rockwell 척도입니다.

금속을 테스트할 때 압입 경도는 인장 [2]강도와 선형적으로 상관됩니다.

역사

차분 깊이 경도 측정은 1908년 빈의 교수 폴 루드윅이 그의 저서 '디 케겔프로베'[3]에서 고안했다.미분 깊이 방법은 백래시 및 표면 결함 등 시스템의 기계적 결함과 관련된 오류를 뺍니다.스웨덴에서 발명된 브리넬 경도 테스트는 1900년에 더 일찍 개발되었지만 속도가 느리고 완전히 경화된 강철에는 유용하지 않았으며 비파괴적이라고 보기에는 너무 큰 인상을 남겼다.

휴 M. 록웰(1890-1957)과 스탠리 P.미국 코네티컷 출신의 록웰 (1886–1940)은 차분 깊이 기계인 "록웰 경도 시험기"를 공동 발명했습니다.그들은 1914년 [4]7월 15일에 특허를 신청했다.이 테스터의 요구사항은 강철 베어링 레이스에 대한 열처리의 영향을 신속하게 파악하는 것이었습니다.출원은 1919년 2월 11일에 승인되어 미국 특허 1,294,171건을 보유하고 있다.발명 당시 휴와 스탠리 록웰은 CT [5]브리스톨의 New Departition Manufacturing Co.에서 일했다.New Departure는 1916년 United Motors와 그 직후 General Motors Corp.의 일부가 된 주요 볼 베어링 제조업체였다.

코네티컷 회사를 떠난 후, 당시 뉴욕 시라큐스에 있던 스탠리 록웰은 1919년 9월 11일에 원래의 발명품에 대한 개선을 신청했고, 1924년 11월 18일에 승인되었다.새로운 테스터는 미국 특허 1,516,[6][7]207을 보유하고 있다.록웰은 CT주 웨스트하트포드로 이사하여 [7]1921년에 추가로 개선하였다.스탠리는 악기 제조업체인 찰스 H와 협력했습니다.1920년 윌슨-모엘렌 회사의 윌슨은 그의 발명품을 상용화하고 표준화된 테스트 [8]기계를 개발하기 위해 노력했습니다.스탠리는 1923년경에 열처리 회사인 스탠리 P를 시작했다.C.T. 하트포드에 여전히 존재하는 록웰 컴퍼니.나중에 이름이 붙여진 윌슨 기계 인스트루먼트 컴퍼니는 수년간 소유주가 바뀌어 [9]1993년 인스트론이 인수했다.

모델 및 조작

Rockwell 시험 하중도
Rockwell형 경도 테스터의 인덴터 및 앤빌 확대

Rockwell 경도 테스트는 여러 가지 경도 [10][11]테스터에 대해 수행할 수 있습니다.그러나 모든 테스터는 세 가지 범주 중 하나에 속합니다.벤치 모델 경도 테스터는 디지털 또는 아날로그 모델에서 찾을 수 있습니다.디지털 벤치 모델은 디지털 디스플레이를 사용하여 일반적으로 조작하기 위해 보다 기술적인 훈련을 받습니다.아날로그 모델은 조작이 간단하고 매우 정확하며 기계 전면의 다이얼에 결과를 표시합니다.모든 벤치 모델 테스터는 일반적으로 작업장 또는 실험실 환경에 있습니다.다른 테스터는 휴대 가능하며 모든 휴대용 테스터는 벤치 디지털 모델과 유사한 디지털 결과 화면을 포함한 디지털 모델로 제공됩니다.오늘날, 일부 회사들은 직원들이 이러한 휴대용 테스터를 사용하는 것을 선호할 수 있습니다. 왜냐하면 테스터가 가장 쉽고 실용적이기 때문입니다.

엔지니어들 사이에서 인기 있는 브랜드 중 하나는 Phase 휴대용 테스터입니다. 이 테스터에는 Brinell, Vickers, Shore 등 여러 가지 다른 유형의 경도 테스트를 수행할 수 있는 옵션이 포함되어 있습니다.이는 제조 환경에서 가장 효율적인 형태의 이동 중 테스트임이 입증되었습니다.또한 모든 작업은 단계 휴대용 [12]테스터 내에서 수행되므로 변환 차트의 필요성도 무시됩니다.

재료의 Rockwell 경도 결정은 작은 하중을 가한 후 큰 하중을 가하는 것이다.마이너 부하에 의해 제로 위치가 확립됩니다.메이저 부하가 가해진 후 마이너 부하를 유지하면서 삭제됩니다.제로 데이텀으로부터의 투과 깊이는, 다이얼로부터 측정됩니다.이 다이얼에서는, 경질 재료일수록 측정치가 낮아집니다.즉, 침투 깊이와 경도는 반비례합니다.Rockwell 경도의 주요 장점은 경도 값을 직접 표시할 수 있어 다른 경도 측정 기법과 관련된 지루한 계산을 피할 수 있다는 것입니다.

Rockwell 테스트는 광학 장비를 사용하지 않고 작은 지표에 기초하여 경도를 측정하기 위해 기계 내에서 모든 계산이 수행되므로 한 번 주어진 결과를 쉽게 읽고 이해할 수 있는 방식으로 명확한 결과를 제공합니다.이것은 또한 시험 전후에 시료에 대한 재작업이나 마무리를 해야 하는 것을 방지한다.단, 테스트의 최소 표시로 인해 경도 측정이 잘못되어 대재앙을 초래할 수 있으므로 검체를 재확인하는 것이 중요하다.시간이 지나면 Rockwell 척도의 인더도 부정확해질 수 있으며 정확하고 정확한 경도 [13]측정을 위해 교체해야 합니다.

Rockwell 경도의 공식은 R - \ HR입니다 여기서 d는 (제로 하중 지점으로부터) mm 단위 깊이이고 N과 h는 사용하는 테스트의 규모에 따라 달라지는 스케일 계수입니다(다음 섹션 참조).

일반적으로 엔지니어링 및 야금 분야에서 사용됩니다.이 제품의 상업적 인기는 속도, 신뢰성, 견고성, 해상도 및 작은 움푹 패인 부분으로부터 비롯됩니다.

레거시 Rockwell 경도 테스터 작동 단계:

  1. 초기 힘을 로드합니다.록웰 경도 시험 초기 하중은 10 kgf(98 N; 22 lbf)이고, 표면 록웰 경도 시험 초기 하중은 3 kgf(29 N; 6.6 lbf)이다.
  2. 주 부하 로드: 폼/테이블 '스케일 및 값' 아래의 참조.
  3. 움푹 패인 부분이 멈추기에 충분한 "드웰 시간" 동안 주 하중을 그대로 두십시오.
  4. 해제 로드. 일반적으로 Rockwell 값은 다이얼 또는 화면에 [14]자동으로 표시됩니다.

신뢰할 수 있는 판독값을 얻으려면 시험편 두께가 움푹 들어간 부분의 [15]10배 이상이어야 한다.또한 볼록한 표면이 더 낮은 판독값을 제공하기 때문에 평평한 수직 표면에서 판독값을 얻어야 합니다.볼록면의 경도를 [16]측정하는 경우에는 보정계수를 사용할 수 있다.

척도 및 값

여러 가지 대체 척도가 있으며 가장 일반적으로 사용되는 척도는 "B"와 "C" 척도다.둘 다 경도를 임의의 무차원 수치로 나타냅니다.

다양한 록웰[17][18][19] 비늘
규모. 줄임말§ 메이저* 부하(kgf) 인더 사용하다 N h
A HRA 60 구상 다이아몬드† 초경합금, 얇은 강철, 얕은 케이스 경화강 100 500
B HRB 100 1.59mm(1⁄16인치) 볼 구리 합금, 연강, 알루미늄 합금, 가단 철 130 500
C HRC 150 구상 다이아몬드† 강철, 하드 주물 다리미, 펄라이트 가단성 철, 티타늄, 딥 케이스 경화강, 기타 100 HRB 이상의 재료 100 500
D HRD 100 구상 다이아몬드† 얇은 강철 및 중형 케이스 경화강 및 펄라이트 가단철 100 500
E HRE 100 1⁄8 인치 (3.18 mm) 볼 주철, 알루미늄 및 마그네슘 합금, 베어링 금속, 열경화 플라스틱 130 500
F HRF 60 1.59mm(1⁄16인치) 볼 아닐 동합금, 얇은 연질 판금 130 500
G HRG 150 1.59mm(1⁄16인치) 볼 인광 브론즈, 베릴륨 구리, 가단성 다리미. 130 500
H HRH 60 1⁄8 인치 (3.18 mm) 볼 알루미늄, 아연, 납[20] 130 500
K HRK 150 1⁄8 인치 (3.18 mm) 볼 베어링 합금, 주석, 경질 플라스틱[20] 재료 130 500
L HRL 60 1⁄4 인치 (6.35 mm) 볼 베어링 금속 및 기타 매우 부드러우거나 얇은 재료. 130 500
M 인사관리 100 1⁄4 인치 (6.35 mm) 볼 열가소성 플라스틱, 베어링 금속 및 기타 매우 부드럽거나 얇은 재료 130 500
P HRP 150 1⁄4 인치 (6.35 mm) 볼 베어링 금속 및 기타 매우 부드럽고 얇은 재료 130 500
R HRR 60 1⁄2 인치 (12.70 mm) 볼 열가소성 플라스틱, 베어링 금속 및 기타 매우 부드럽고 얇은 재료 130 500
S HRS 100 1⁄2 인치 (12.70 mm) 볼 베어링 금속 및 기타 매우 부드럽고 얇은 재료 130 500
V HRV 150 1⁄2 인치 (12.70 mm) 볼 베어링 금속 및 기타 매우 부드럽고 얇은 재료 130 500
15T, 30T, 45T 15, 30, 45 1.59mm(1⁄16인치) 볼 표면: 연질 코팅용 100 1000
15N, 30N, 45N 15, 30, 45 구상 다이아몬드† 표면: 케이스 강화 재료용 100 1000
* 3kgf인 표면 저울을 제외하고, 작은 하중은 10kgf이다.
브레일 인덴터라고도 불리는 이 인덴터는 †120° ± 0.35°의 원뿔형 다이아몬드와 0.200 ± 0.010mm의 팁 반경으로 만들어집니다.
Rockwell 번호는 '-'(예: 30N-25)로 구분된 약어를 따르는 "슈퍼피셜 척도"를 제외하고 척도 약어(§예: 60 HRC) 앞에 있다.
  • A623에 따른 얇은 재료 테스트를 제외하고 강철 인더 볼은 다양한 직경의 텅스텐 카바이드 볼로 대체되었습니다.볼 인덴터를 사용할 경우 문자 "W"는 텅스텐 카바이드 볼이 사용되었음을 나타내며 문자 "S"는 강철 볼의 사용을 나타냅니다.예: 70 HRBW는 텅스텐 탄화물 [21]인덴터를 사용하여 Rockwell B 척도에서 판독값이 70임을 나타냅니다.

표면 Rockwell 스케일은 부서지기 쉽고 매우 얇은 재료에 더 낮은 하중과 더 얕은 인상을 사용합니다.45N 눈금은 다이아몬드 원뿔 모양의 Brale Indenter에 45kgf의 하중을 사용하며, 고밀도 세라믹에 사용할 수 있습니다.15T 눈금은 직경 1⁄16인치(1.588mm)의 강철 볼에 15kgf의 하중을 가하며 판금에도 사용할 수 있습니다.

B와 C 척도는 HRC 20 이하와 일반적으로 신뢰할 수 없는 것으로 간주되는 HRB 100 이상의 측정값을 취하거나 지정할 필요가 없도록 겹친다.

일반적인 값은 다음과 같습니다.

  • 매우 단단한 강철(예: 끌, 고품질 칼날):HRC 55–66(경화 고속 탄소 및 공구강(M2, W2, O1, CPM-M4, D2 등)과 새로운 분말 야금 스테인리스강(CPM-S30V, CPM-154, ZDP-189 등)Hitachi가 개발한 HAP72와 같이 HRC를 68-70 이상으로 유지하는 합금이 있습니다.이것들은 매우 딱딱하지만 다소 부서지기 쉽습니다.)[22]
  • 축: 약 HRC 45~55
  • 황동: HRB 55(저황동, UNS C24000, H01 온도)~HRB 93(카트리지 황동, UNS C26000(260 황동, H10 온도)[23]

광범위한 A 스케일을 포함한 다른 여러 척도가 특수 애플리케이션에 사용됩니다.케이스 경화 시료를 측정하기 위한 특수 저울이 있습니다.

표준

  • 국제(ISO)
    • ISO 6508-1: 금속 재료—록웰 경도 시험—제1부: 시험 방법 (스케일 A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
    • ISO 6508-2: 금속 재료—록웰 경도 시험—제2부: 시험 기계 및 인덕터의 검증 및 교정
    • ISO 6508-3: 금속 재료—록웰 경도 시험—제3부: 기준 블록의 보정
    • ISO 2039-2: 플라스틱—경도 결정—제2부: 록웰 경도
  • 미국 표준(ASTM International)
    • ASTM E18: Rockwell 경도 및 Rockwell 표면 경도의 표준 방법

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ E.L. 토볼스키 & A.수수료, "대규모 경도 시험", ASM 핸드북, 제8권: 기계 시험 및 평가, ASM International, 2000, 페이지 203-211, ISBN0-87170-389-0.
  2. ^ "강재의 항복강도와 인장강도의 상관", E. J. Pavlina 및 C. J. Van Tyne, 재료공학 및 성능 저널, 제17권, 제6호 / 2008년 12월
  3. ^ G.L. Kehl, The Principle of Metalographic Laboratory Practice, 제3판, McGraw-Hill Book Co., 1949, 페이지 229.
  4. ^ H.M. Rockwell & S.P. Rockwell, "Hardness-Tester", 미국 특허 1,294,171, 1919년 2월
  5. ^ S.W. 칼리:Stanley Pickett Rockwell Stanley Pickett Rockwell - Rockwell 경도 시험기의 발명가 중 한 명. 2018년 11월 21일 취득.
  6. ^ S.P. Rockwell, "경도에 대한 금속의 시험, 미국 철강 처리 학회의 거래, Vol.II, No. 11, 1922년 8월, 페이지 1013–1033.
  7. ^ a b S. P. Rockwell, "하드니스 테스트 머신", 미국 특허 1,516,207, 1924년 11월
  8. ^ V.E. Lysaght, 들여쓰기 경도 테스트, 라인홀드 출판사, 1949, 페이지 57~62.
  9. ^ R.E. Chinn, "하드니스, 베어링, 그리고 암석정", Advanced Materials & Processes, Vol 167 #10, 2009년 10월, 페이지 29-31.
  10. ^ "Rockwell Hardness - an overview ScienceDirect Topics".
  11. ^ "Rockwell Test - an overview ScienceDirect Topics".
  12. ^ Hansen, Kate. "Rockwell Hardness Testers How they are used and which model type is best for you?". Westport Corporation. Robert Forbes. Retrieved 22 September 2021.
  13. ^ Hardness Tester, JM (17 April 2019). "Rockwell Hardness Testing: The Ultimate Guide". JM Hardness Tester. Retrieved 21 September 2021.
  14. ^ "Hardness tester, metallographic microscope, surface roughness tester – EBPU". Hardnesstesting-machine.com. Retrieved 18 February 2022.
  15. ^ Fundamentals of Rockwell Hardness Testing, archived from the original on 2010-01-29, retrieved 2010-09-10
  16. ^ 를 클릭합니다PMPA's Designer's Guide: Heat treatment, archived from the original on 2009-07-14, retrieved 2009-06-19.
  17. ^ Smith, William F.; Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material Science and Engineering (4th ed.), McGraw-Hill, p. 229, ISBN 0-07-295358-6
  18. ^ Sundararajan, G.; Roy, M. (2001). Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Hardness Testing: Elsevier Ltd. pp. 3728–3736. ISBN 978-0-08-043152-9.
  19. ^ Broitman, Esteban (2017). "Indentation Hardness Measurements at Macro-, Micro-, and Nanoscale: A Critical Overview". Tribology Letters. 65 (23): 4–5. doi:10.1007/s11249-016-0805-5. S2CID 20603457.
  20. ^ a b EBP 회사 R-150T Rockwell 경도 테스터 매뉴얼북.
  21. ^ E18-08b 섹션 5.1.2.1 및 5.2.3
  22. ^ "Knife blade materials". 31 May 2008. Archived from the original on 2008-05-31. Retrieved 18 February 2022.
  23. ^ "MatWeb, Your Source for Materials Information". Matweb.com. Retrieved 2010-06-23.

외부 링크