|
３.경도와 기계적 성질의 관계
기계 부품의 기계적 성질을 결정하는 주된 요인은 경도이며, 그 값으로부터 기계적 성질을 추정할 수 있다. 그 때문에, 기계 부품의 설계 도면에서는 반드시 경도를 지정하고 있어, 그 지정된 경도를 얻을 수 있도록 열처리가 실시되는 것이다. 기계적 성질이란, 힘과 인성으로, 전자는 인장강도, 비틀림강도, 굽휨강도 등, 후자는 성장해 비틀림, 충격강도, 굴곡량등에서 비교되고 있다. 이 힘과 인성은 반대의 경향을 나타내는 것이 많아, 동일 재료이면 강도가 큰 것은 인성은 작은 것이 보통이다.
강종이나 열처리 조건에는 별로 관계없이, 경도와 인장강도의 사이에는 그림 1.4 (근사적 경도 환산표로부터 작도)에 나타내는 근사적 관계가 있기 위해, 경도를 측정하면 인장강도를 추정할 수 있다. 다만, 이 그림은 0.6 mass% 이하의 탄소를 함유 하는 강의 풀림재나 조질재에 적용되는 것으로, 높은 경도가 요구되는 공구강에는 적용할 수 없다.
예를 들면, 가장 연질인 실용강은 100 HV급의 경도이기 때문에, 그림1-4에 나타난 것처럼, 그 인장 경도는 300 N/mm2 정도인 것을 안다. 또, 요구되는 인장 경도가 1000 N/mm2 이면, 재료 선정이나 열처리에 의해서 300 HV급의 경도로 하면 좋다.
그림 1.5는 S48C 및 SCM435 에 대해서, 730~850℃로 담금질후, 200~650℃으로 ２시간 풀림을 실시해, 인장 시험 및 비틀림 시험을 실시한 시험 결과이다. 다만, 이 때의 인장 시험 및 비틀림 시험편으로서는, 표면과 중심부가 동일한 경도가 되도록 그림 1.6에 나타내는 평행부의 직경은 12 mm의 것을 이용했다.덧붙여 담금질 가열은 질소 가스 분위기중에서 실시해, 가열 시간은 20분으로 했다.또, 담금질 냉각은 경도의 균일화를 도모하기 위해, S48C는 수냉, SCM435는 유랭으로 했다.
재질이나 열처리 조건에 관계없이 모든 값을 Plot 했는데, 경도와 기계적 성질은 거의 직선 관계를 나타내는 것이 확인되었다. 게다가, 인장강도, 항복점, 전단강도, 연신 및 비틀림 모든 값에 대해 경도에 의해서 추정할 수 있다고 말할 수 있다. 다만, A1변태 온도와 A3변태 온도의 중간의 온도로부터 담금질했을 때(그림중의 탈색 기호)의 담금질 조직은 마르텐사이트+페라이트의 2층 조직이며, A3변태 온도 이상의 온도로부터 담금질한 것(그림중의 흑기호)는 균일한 마르텐사이트를 나타내고 있는 것이다.
그림 1.5 S48C 및 SCM435의 경도와 기계적 성질의 관계
그림 1.6 인장 시험 및 비틀림 시험편
그러나, 경도는 같아도 충격치는 열처리 조건 뿐만이 아니라, 합금 원소의 종류나 양, 결정립도 등에도 큰 영향을 받기 위해, 경도만에 의한 추정은 불가능하다.
그림 1.７은 S48C와 SCM435의 담금질,템퍼링(뜨임) 후의 경도와 충격치의 관계를 나타낸 것이다. 이 때의 시험편은 JIS Z 2202의 ４호시험편을 이용해 샤르피 충격 시험에 의해서 측정한 결과이다. 덧붙여 이 때의 열처리 조건은 그림 1.5의 시험편과 같다. SCM435에 대해서는, 페라이트가 잔존하고 있는 것(760℃로부터 담금질)과 통상의 담금질 조건의 것과(850℃로부터 담금질)도 비교했지만, 전자 쪽이 약간 높은 값이 얻어지고 있는 정도이며, 양자 사이에는 명확한 우위차이는 확인되지 못했다. 다만, 강종간에는 큰 차이가 확인되며, 게다가 그 차이는 경도가 낮은 정도만큼 높아지는 경향을 나타내고 있다.이상으로부터.강인성(強靭性)이 요구된다면 이 양자 사이에서는 SCM435를 선정해야 한다라고 하는 것을 알 수 있다.
|
: MS Excel 2007
: MS Powerpoint 2007 
: MS Word 2007 
: 한글뷰어 2007
: Adobe Acrobat Reader 
: DWG Viewer 
: Autodesk Inventor View 
HOME > 메카백과 > 
제목
댓글 
대표이사 : 김현주