경도시험, 경도환산표

1. 경도

 - 소성변형에 대한 저항성을 뜻 합니다.

 - 일반적으로 쓰이는 경도는 비커스경도, 브리넬경도, 로크웰경도, 쇼어경도 등이 있습니다.

 - 경도와 인장강도는 비례하기 때문에 열처리 후 인장강도 예측을 위해 경도시험을 실시하기도 합니다.

 

2. 비커스경도(Vicker's hardness)

 - 단위는 HV이며, 시험하중을 함께 표기하기도 합니다. (EX. 시험하중 10kgf로 측정한 비커스경도는 HV10으로 표기)

 - 압자는 대면각136°인 정사각 다이아몬드 압자를 사용 합니다.

 - 시험하중은 금속의 경도에 따라 120kgf까지 사용되며, 시험하중이 높을 수록 경도결과의 편차가 작아지는 경향이 있습니다.

 - 10gf 이상에서 200gf 미만 시험하중으로 마이크로(미소) 경도시험을 실시하기도 합니다.

 - 매우 연한 금속에서 매우 경한 금속까지 다양하게 적용이 가능하며, 주로 표면경화층이나 박판의 경도시험에 적합 합니다.

 [KS규격 : KS B 0811 (금속 재료의 비커스 경도 시험 방법)]

 

3. 브리넬경도(Brinell hardness)

 - 단위는 HB이며, BHN(Brinell Hardness Number), HBW(텅스텐카바이드압자에 의한 브리넬경도), HBS(스틸압자에 의한 브리넬경도)로 표기하기도 합니다.

 - 압자는 보통 직경 10mm 강구압자를 사용하며, 시험하중은 주로 3,000kgf, 1,500kgf, 1,000kgf, 500kgf가 사용되는데 경한 금속 일수록 높은 하중을 적용 합니다.

 [KS규격 : KS B 0805 (브리넬 경도 시험 방법)]

 

4. 로크웰경도(Rockwell Hardness) & 로크웰 Superficial 경도(Rockwell Superficial Hardness)

4.1 로크웰경도(Rockwell Hardness)

 - 로크웰경도는 사용된 시험하중과 압자에 따라 A Scale, C Scale, D Scale, B Scale 등 다양한 Scale로 나뉩니다.

 - 압자는 브레일 압자(Brale Indenter)라는 선단 곡률반경 0.2mm의 원뿔형 120° 다이아몬드 압자, 직경 1/16" 강구압자, 직경 1/8" 강욱압자, 직경 1/4" 강구압자, 직경 1/2" 강구압자가 사용 됩니다.

 - 시험하중은 60kgf, 100kgf, 150kgf가 사용됩니다.

 - 단위는 Scale에 따라 HRA(A Scale), HRC(C Scale), HRD(D Scale), HRB(B Scale) 등으로 표기됩니다.

 - 금속에서는 일반적으로 C Scale(브레일 압자, 시험하중 150kgf)과 B Scale(직경 1/16" 강구압자, 시험하중 100kgf)이 많이 사용 됩니다.

4.2 로크웰 Superficial 경도(Rockwell Superficial Hardness)

 - 표면경화층이나 박판의 경도시험을 위한 로크웰경도 Scale 입니다.

 - 압자는 로크웰경도에서도 사용되는 브레일 압자(Brale Indenter)와 직경 1/16" 강구압자가 사용되며, 시험하중은 15kgf, 30kgf, 45kgf가 사용 됩니다.

 - 단위는 Scale에 따라 HR15N(15N Scale), HR30N(30N Scale), HR45N(45N Scale), HR15T(15T Scale), HR30T(30T Scale), HR45T(45T Scale)로 표기 됩니다.

 [KS규격 : KS B 0806 (로크웰 경도 시험 방법)]

 

5. 쇼어경도(Shore Hardness)

 - 단위는 HS이며, 쇼어경도기의 종류에 따라 HSC(C형, 목측형)와 HSD(D형, 지시형)으로 표기하기도 합니다. 또한, 비커스경도로부터 환산된 쇼어경도는 VHS로 표기합니다.

 - 금속의 표면에 압자를 떨어뜨린 후 튀어오른 반발 높이로 경도를 나타냅니다.

 - 시험기가 간단하고 휴대가 가능하므로 대형 시료에 대한 경도시험이 필요한 경우 쇼어경도시험을 실시합니다.

 - 경도시험기 사용이 간편하고 압흔이 작아 제품표면의 경도검사에 적합하지만, 경도의 신뢰성이 다소 떨어집니다.

  [KS규격 : KS B 0807 (쇼어 경도 시험 방법)]

 

[경도시험 정리]

 - 다이아몬드 압자는 상대적으로 경한 금속에 적용되고, 강구(Ball)압자는 상대적으로 연한 금속에 사용됨.
 - 경도시험별로 시험하중은 상대적으로 경한 금속에는 높게 적용되고, 상대적으로 연한 금속이나 박판과 같이 시료가 얇거나 표면경화층과 같이 측정해야 하는 경도 깊이가 얕은 경우에 낮게 적용됨.