www.randb.co.kr, [email protected]ASTM A1038 − 17 Standard Test Method for Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method R&B Inc. 편집자 주 ▪ 본 한글 본은 R&B Inc. 내부재료로 일부 용어는 표준용어가 아닐 수 있고 해석이 자의적일 수 있음을 고지합니다 ▪ 전문용어는 이해가 쉬운 경우 원래 영어단어 사용을 원칙으로 합니다. ▪ 일부 회사가 자신들의 재료처럼 가공하여 사용하는 경우가 있어 아래와 같이 법적 책임을 밝혀둡니다. ▪ 본 자료는 R&B Inc. 지적재산권으로 무단사용 시 민/형사상의 책임이 따를 수 있습니다.
8
Embed
ASTM A1038 − 17 Standard Test Method for Portable Hardness … · 2019. 10. 4. · ASTM A1038 Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method , [email protected]
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
ASTM A1038 − 17 Standard Test Method for Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method
1. 범위
1.1 Ultrasonic Contact Impedance Method(UCI 방법)를 적용하여 상대 경도의 측정을 다룬다.
1.2 SI 단위를 표준으로 사용하며 이 표준에는 다른 측정 단위가 포함되어 있지 않다.
1.3 안전 문제를 다루지 않으며 사용자의 책임.
1.4 World Trade Organization Technical Barriers to Trade (TBT)위원회가 인정된 원칙에 따라 개발.
2. Referenced Documents 2.1 ASTM Standards
A370 Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products E10 Test Method for Brinell hardness of Metallic Materials E18 Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials E140 Hardness Conversion Tables for Metals Relationship among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, Scleroscope Hardness, and Leeb Hardness E177 Practice for Use of the Terms Precision and Bias in ASTM Test Methods E384 Test Method for Microindentation Hardness of Materials E691 Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine the Precision of a Test Method
3. 용어 및 식
3.1 정의
3.1.1 Calibration - 교정된 경도시험기 또는 일련의 인증된 기준 시편에 의해 표시된 값과 비교하여 UCI 기기의
중요한 변수의 특정 값 결정.
3.1.2 Surface finish -본 시험방법에서 표면조도에 대한 모든 기준은 표면조도(즉, Ra = 평균 조도 값)로 정의.
3.1.3 UCI hardness test– 시험재료 표면에 대해 일정한 힘으로 정의된 Indenter (예: Vickers Diamond)가 있는
Resonating rod를 눌러 교정된 기기를 사용하는 경도시험방법.
3.1.4 UCI method—1961년 Claus Kleesattel 박사에 의해 침투 시 Indenter와 시편 사이 유한 접촉 영역의
본질적인 탄성 특성에 의해 발생하는 Resonating rod의 주파수 Shift 측정에 기초하여 개발된 경도시험방법인
초음파 접촉 Impedance
3.1.5 Verification –본 시험방법에 적합하도록 UCI 기기의 점검 또는 시험.
3.2 식
3.2.1 일련의 n 측정 x1, x2, ..., xn의 평균 x̅는 다음과 같이 계산.
x1, x2, ..., xn 은 indentation의 개별 값
3.2.2 교정된 기준에 대한 각 경도 수준에서 초음파 접촉 Impedance 경도시험이기 성능오차, E는 다음과 같이
결정된 절대 퍼센트 오차로 계산.
x̅ = average (see 3.2.1) of n measurements made on a standard reference block as part of a performance verification xref = certified reference hardness reported for the standard reference block.
4. 의의 및 사용
4.1 재료의 경도는 스케일이 많고 시험 시행 방식에 따라 달라지는 정의된 물성.
새로운 경도 Scale을 포함하는 새로운 방법을 피하기 위해 UCI 방법은 일반적인 경도(예: HV, HRC 등)로 변환.
4.2 UCI 경도시험은 표면의 경도 조건만 측정하는 표면 측정으로 특정 위치 결과는 다른 표면 위치의 특성을
나타내지 않으며 표면 아래 위치의 재료에 대한 정보를 제공하지 않는다.
4.3 UCI 경도시험은 다양한 장소에서 크고 작은 부품에 사용될 수 있다.
기아의 측면이나 뿌리와 같이 접근하기 어려운 위치에서 경도 측정에 사용.
A. UCI 경도에 대한 장비 및 시험 절차에 대한 설명
5. 장치
5.1 UCI 경도시험에 사용되는 기기는 (1) E384 (그림 1 참조)에 따라 접촉부에 부착된 규정된 Indenter (예:
Vickers Diamond)가 있는 Rod가 포함된 Probe (2) 진동 장치 (3) 진동 측정수단 (4) 수치 평가를 위한 전자
장치 (5) 측정된 경도를 나타내는 Digital Display로 구성
ASTM A1038 Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method
5.3.5 주파수 Shift는 측정 시스템의 주어진 탄성계수에서 정의된 Indenter, 예를 들어 Vickers Diamond의
Indentation 크기의 함수.
5.3.6 식 3은 Vickers 경도 값의 정의와 비교하여 기본 관계를 설명.
∆f = Frequency shift A = Indentation area Eeff = Effective elastic modulus (contains the elastic constants of both the indenter and the test piece) HV= Vickers hardness value, F = Force applied in the hardness test.
5.4 탄성 계수의 영향 - 식 3에서 알 수 있듯이 주파수 전이는 접촉면적의 크기뿐만 아니라 접촉하는 재료의
탄성계수에 따라 변화.
Young 's modulus의 차이를 허용하기 위해, 다양한 재료 그룹에 대해 기기를 교정.
보정 후 UCI 방법은 해당 Young 's modulus을 갖는 모든 재료에 적용.
5.4.1 제조된 UCI 기기는 비 합금 및 저 합금강, 즉 E384에 따라 인증된 경도 기준 Block에서 교정.
이 외에도 고 합금강, 알루미늄 또는 티타늄과 같은 금속의 경우 시험장소에서도 일부 기기를 신속하게 교정.
6. 다른 재료에 대한 보정
6.1 특정 재료의 시편이 필요. 시험방법 및 정의 A370에 따라 Vickers, Brinell 또는 Rockwell과 같은 교정된
경도시험기로 경도 값을 결정. 최소 5회 측정하고 평균 경도를 계산하는 것을 권장. 10.6의 지침에 따라
시험재료에 대해 최소 5회 단일 UCI 측정을 시행하고 표시된 평균값을 재료의 측정 전 경도로 조정한 다음
원하는 경도 스케일 및 범위의 재료에 대한 추가 측정에 필요한 교정 값을 결정.
6.1.1 일부 기기는 다른 재료의 경도시험을 위해 모든 보정 데이터 및 조정 변수를 저장할 수 있다.
7. 다른 경도시험방법과 비교
7.1 기존의 저 하중 경도시험이기와 달리 UCI 기기는 UCI 방법에 따라 현미경으로 Indentation 크기를
평가하지 않고 전자적으로 평가.
UCI 방법은 시편의 탄성계수에 대한 의존성을 고려하여 비교 경도측정을 산출.
7.2 시험하중 제거 후, Vickers Diamond를 Indenter로 사용하고 시험 스탠드에 장착한 UCI Probe에 의해
생성된 Indentation은 실질적으로 동일한 하중의 시험기에 의해 생성된 Vickers Indentation과 동일.
E384에 따라 힘을 가하도록 주의하고 UCI Probe에 Vickers Indenter가 사용되는 경우 표준 Vickers 시험에
따라 Indentation을 광학적으로 측정할 수 있다.
이 경우 UCI Probe의 실제 시험하중을 검증하기 위해 특수 장치 또는 Probe 부착물을 사용.
8. 시편
8.1 표면준비 - 적용된 시험하중(선택된 UCI Probe)은 응용 분야뿐 아니라 표면품질 및 거칠기와 적절해야
한다. 부드럽고 균일한 표면은 낮은 시험하중으로 시험할 수 있지만 거친 표면은 높은 시험하중이 필요.
표면에는 불순물 (오일, 먼지 등)과 녹이 없어야 한다.
8.1.1 표면 거칠기는 다음과 같은 경우 관통 깊이의 30 % 미만(Ra ≤ 0.3 × h)
8.1.2 특정경도(HV) 및 시험하중(N) 에 대한 Vickers Diamond 피라미드의 관통 깊이는 식 4.
8.1.3 표1은 Vickers Indenter를 사용하는 특정 UCI Probe에 권장되는 최소 표면 거칠기를 제공.
표면 준비가 필요한 경우 과열 또는 냉간 가공으로 표면 경도를 변경하지 않도록 주의.
Paint, Scale 또는 기타 표면 코팅은 완전히 제거.
적절한 표면조도를 제공하지 않으면 측정 값이 불안정하며 거친 마무리는 측정값을 낮추는 경향이 있다.
8.2 최소두께 — Bulk 재료의 얇은 코팅 또는 표면 층은 사용된 Indenter (Vickers Indenter의 경우 그림 3
참조)의 Indentation 깊이의 최소 10배 이상의 최소 두께를 가져야 한다. Smin = 10 × h
8.3 최소 벽 두께 — 시험재료가 공명 또는 공명 진동(예를 들어, 얇은 Block, 튜브, 파이프 등)으로 여기되는
경우 시편두께가 약 15 mm 미만인 경우 변화가 발생할 수 있다. 가장 문제는 진동 Tip에 의해 자극되는 굴곡
진동으로 적절한 수단으로 억제한다. 때때로 점성 Paste, Grease 또는 유막을 사용하여 시편을 무거운 금속
Block에 부착하여 굴곡파형을 제거. 그럼에도 불구하고 최소 벽 두께는 2 ~ 3mm를 권장.
8.4 진동의 영향 - UCI 방법은 주파수 이동 측정에 기초. 약 300g 미만 부품은 자체 진동으로 잘못되거나
ASTM A1038 Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method