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Hardness and Stress
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[경도, hardness] 요약 : 물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 말. 경도라고도 한다. 1772년에 프랑스의 R.A.레오뮈르가 긁은 자국의 크기로 굳기를 처음으로 측정하였고, 1822년에는 독일의 F.모스가 광물의 굳기를 나타내는 척도를 정하였다. 이 방법은 무른 활석에서 단단한 다이아몬드에 이르기까지 10단계의 광물을 정하고, 미지의 재료 표면을 문질러 그 표면에 자국이 생기는 것으로 굳기를 정하는 것이다. 이것을 모스굳기라고 한다. 요즈음은 이것을 15단계로 나누어서 새로운 모스척도로 정하여, 굳기 8.5, 굳기 10 등으로 경도를 표시한다. 공업면에서도 굳기를 측정하는 경우가 많다. 예를 들면 금속의 열처리효과나 균질성을 조사하는 데에는 굳기를 시험하는 것이 가장 좋다. 이 시험법으로는 다음 3종류가 실용화되어 있다. 브리넬굳기(Brinell hardness)는 지름이 D mm인 강구(鋼球)를 재료에 일정한 압력으로 누르고, 이때생기는 우묵한 자국의 크기로 굳기를 나타낸다.
즉, P kg으로 눌렀을 때 지름이D mm이고, 깊이가 h mm인 우묵한 자국이 생겼다고 하면, 브리넬굳기 HB는 HB=P/πDh로 표시된다. 록웰굳기(Rockwell hardness)는 지름이 1.588 mm인 강구를 누르는 방법과 꼭지각[頂角]이 120 °, 선단의 반지름 0.2 mm인 원뿔형 다이아몬드를 누르는 방법의 2가지가 있다. 전자를 B스케일(HRB), 후자를 C스케일(HRC)이라고 한다.록웰시험기는 이 양쪽의 굳기수가 직접 시험기의 다이얼에 지시된다. 비커스굳기(Ⅴickers hardness)는 대면각(對面角)이 136 °인 다이아몬드의 사각뿔을 눌러서 생긴 자국의 표면적으로 굳기를 나타낸다. 누르는 하중을 P kg, 표면적을 S mm2라고 하면, 비커스굳기는 HV>=P /S 로 표시된다. 쇼어굳기(Shore hardness)는 선단에 다이아몬드를 끼운 추를 떨어뜨려 충돌해서 튀어오른 높이로 굳기를 나타내는 방법인데, 취급이 비교적 간단하고 오목하게 팬 일이 거의 없는 특징이 있다. 추를hO의 높이에서 떨어뜨리고, 튀어오른 높이를 h라 하면, 쇼어굳기 Hs는 HO>=(10,000/65)×(h /hO>)로 표시된다. 실제로는 굳기값을 판독할 수 있게 되어 있다. 표준굳기를 지닌 물체를 시험하고자 할 때 물체 표면을 긁어서 자국을 내는 방법인데, 앞에서 설명한 모스의 방법이 바로 이 방법이다. 그러나 이 방법으로는 정량적인 결과를 얻을 수 없다. F.F.마르텐스는 대면각이 90 °인 다이아몬드의 피라미드로 긁어 0.01 mm 폭의 자국을 내는 하중으로 굳기를 표시할 것을 제창하였다. 그러나 아직은 모든 물질에 일률적으로 적용할 수 있는 굳기의 표시방법이 정해져 있지 않으므로, 금속을 비롯하여 목재 ·암석 ·플라스틱 등 여러 가지 것에 대한 공통된 시험을 하여 그것들의 굳기를 비교할 수는 없다. [응력, stress, 변형력]
요약 : 물질에 외력이 작용했을 때, 그 외력에 저항하여 물체의 형태를 그대로 유지하려고 물체 내에 생기는 내력.
본문 어떤 물체에 외력이 작용하면, 그 물지 내부에는 그 힘에 대해 수많은 미소 입자간의 작용과 반작용이 작용한다. 이때의 물질 단면을 생각하면 외력에 반대 방향인 내력이 작용하는 셈이다. 이를 변형력 또는 응력이라 한다. 응력은 작용하는 하중의 종류에 따라 전단 응력, 인장 응력, 압축 응력으로 나눌 수 있으며, 전단 응력은 단면에 평행한 응력, 인장과 압축은 단면에 수직인 응력을 의미한다. 응력을 s 이라 하면, s = p / A ( when p는 외부힘, A는 단면적 ) 이며, 그 단위는 kg/cm2 이다.
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출처 : 두산세계대백과 EnCyber
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Last updated : 2001.5.31. |