경도 시험 (hardness test)

경도 시험 방법은 아래와 같이 여러가지가 있으며 이러한 값들은 서로 바뀌어 질 수 있다.

경도비교표

경도환산계산기

▷ 브리넬 경도 (Brinell hardness)

금속구를 재료에 일정한 힘으로 누르고 재료의 자국의 크기를 측정하는 시험이다. 보통 10 mm (0.39") 쇠구슬을 3000 kgf (29 KN, 6600 lbf) 로 누른다. 매우 단단한 재질의 경우는 쇠구슬 대신에 텅스텐 카바이드 소재의 구슬로 누른다. 

브리넬 경도 시험 방법

P : 적용 하중 (kgf)

D : 구슬의 직경 (mm)

d : 자국의 직경 (mm)

관련 표준

International (ISO) and European (CEN) Standard

EN ISO 6506-1:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 1: test method

EN ISO 6506-2:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 2: verification and calibration of testing machine

EN ISO 6506-3:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 3: calibration of reference blocks

EN ISO 6506-4:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 4: Table of hardness values

US standard (ASTM International)

ASTM E10-12: Standard method for Brinell hardness of metallic materials.

 

▷ 로크웰 경도(Rockwell hardness)

로크웰 경도 시험기 (아날로그)  로크웰 경도 시험기 (디지털)

아래 표와 같이 로크웰 경도는 여러가지 스케일이 있으며 스케일에 따라 인덴터의 종류와 인덴터를 누르는 하중이 달라진다. 

여러 로크웰 경도 스케일

스케일	약어	하중	인덴터 (Indenter)	대상물
A	HRA	60 kgf	120° diamond cone	Tungsten carbide
B	HRB	100 kgf	1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere	Aluminium, brass, and soft steels
C	HRC	150 kgf	120° diamond cone	Harder steels >B100
D	HRD	100 kgf	120° diamond cone
E	HRE	100 kgf	1⁄8-inch-diameter (3.175 mm) steel sphere
F	HRF	60 kgf	1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere
G	HRG	150 kgf	1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere

 관련 표준

International (ISO)

ISO 6508-1: Metallic materials -- Rockwell hardness test -- Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

ISO 2039-2: Plastics -- Determination of hardness -- Part 2: Rockwell hardness

US standard (ASTM International)

ASTM E18 : Standard methods for Rockwell hardness and Rockwell superficial hardness of metallic materials

▷ 비커스 경도 (Vickers hardness)

브리넬 경도 시험의 다른 경도 측정방법으로 1921년에 개발되었다. 인덴터 (indenter) 의 크기와 무관하게 경도를 계산할 수 있고 인덴터를 모든 재료에 적용할 수 있어 사용하기 편리한 장점이있다.

다른 경도 측정 방법과 마찬가지로 경도를 측정하는 기본적인 원리는 동일하게 소성변형에 저항하는 능력을 관찰하는 방법이다. 쉽게 말해 눌린 자국의 크기를 잰다. 

경도 결과값은 HV (Vickers Pyramid Number) 혹은 DPH (Diamond Pyramid Hardness) 로 측정된다. 비커스 경도는 xxxHVyy 형태로 표시되면 xxx는 경도값으로 숫자로 표시되고 HV는 비커스 경도를 나타내며 yy는 kgf 단위의 누름힘을 나타낸다. 비커스 경도는 일반적으로 누르는 힘이 0.2 kgf (200 gf) 를 넘으면 동일한 경도 결과값을 나타낸다.

비커스 경도 시험기 비커스 경도 시험 방법 비커스 경도 시험기 인덴터 (indenter) 

비커스 경도 시험 결과 (재질에 자국이 눌려 있는 것을 알 수 있다)