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제목 볼트의 기계적 성질 (인장강도, 경도, 항복점, 보증하중, 신장도, 충격강도 등)
작성자 차즈라 (ip:)
  • 평점 0점  
  • 작성일 2017-12-26 14:38:03
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  • 조회수 6195

볼트(수나사)는 체결력을 감당하는 나사부품의 주체이므로
볼트의 강도와 관련된 기계적 성질에 대하여 규정하고 있는 KS 규격이 있습니다.
바로 KS B 0233 (볼트, 작은 나사의 기계적 성질) 입니다.

이 규격에서 볼트의 기계적 성질을 대상으로 하는 시험대상 항목은 총 9가지입니다.
인장강도 / 경도 / 항복점 또는 내력 / 보증하중 / 신장도(연신율)
쐐기인장강도 / 충격강도 / 두부타격강도/ 나사부의 탈탄 및 비탈탄
1~2는 보통 볼트를 구매하실 때 많이 볼 수 있는 내용입니다.
아래의 내용을 읽어보시면 조금이나마 도움이 될 것입니다.

한편 너트의 시험대상 항목으로는 보증하중과 ② 경도 2가지규정되어 있습니다.



그럼 9가지 볼트의 기계적 성질에 대한 10가지 시험에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

인장시험(Tensile Test) : 볼트를 늘어뜨릴 때 버티는 힘을 시험하는 것입니다.
    시험할 볼트+너트를 체결하고 인장시험기를 사용하여 체결한 볼트 세트를 잡아당겨 인장하중을
    부하합니다. 하중의 부하는 천천히 증가시키며, 강도 구분에 따라 규격에서 정한 최소 인장하중에서
    시험볼트가 파손되지 않는 것을 확인한 후, 하중을 계속 증가시켜 볼트가 파단할 때까지 인장하중을
    부하합니다.

bolt Tensile Test에 대한 이미지 검색결과
↑ 위 사진을 클릭하시면 인장시험 동영상을 보실 수 있습니다.

경도시험(Hardness Test) : 볼트의 단단한 정도를 시험하는 것입니다.
    인장강도와 경도는 어느 정도의 범위에서 정비례하는 것으로 알려져 있어 시편의 제작이
    곤란하거나 시험기에 걸기 곤란할 정도로 짧고 작은 볼트에서는 경도 시험을 하고 이로부터
    인장강도를 추정하기도 합니다.
    KS 규격에서는 브리넬 경도계나 로크웰 경도계를 사용하여 경도를 시험하도록 규정하고 있습니다.
    브리넬 경도계는 재료의 시험면에 둥글게 가공한 강철로 凹자국을 내는데 요하는 하중
    凹자국의 표면적(㎟)으로 나눈 값을 구하는 방법입니다.

브리넬 경도계(좌)와 브리넬경도 측정 방법(우)

    로크웰 경도계는 재료의 시험면에 원뿔형의 다이아몬드로 凹자국을 만들고 들어간 깊이를 측정하는
    방법입니다.

로크웰 경도계(좌)와 로크웰 경도 측정 방법(우)



항복점과 내력(Yield Point and Strength) : 볼트에 힘을 가할 때, 힘이 증가하지 않아도
    영구 변형이 급격히 늘어가는 탄성 한도를 넘는 값을 항복점이라고 합니다.
    항복점이 명확하게 나타나지 않는 경우에는 0.2%의 영구변형(잔류변형)을 일으키는 응력점을
    내력점(耐力点) 또는 내력이라고 부릅니다.

보증하중(Proof Load Test) : 볼트에 결함이 생기거나 변형되지 않는 최대 하중을 시험하는
    것입니다.
    시험할 볼트+너트를 체결하여 인장시험기에 걸고 규격에서 설정한 하중(보증하중)을 15초간
    유지한 후 시험 전과 비교하여 얼마나 늘어났는지를 측정합니다.

신장도(연신율,Elongation) : 인장시험을 할 때 재료가 늘어나는 비율을 뜻합니다.
    KS B 0801(금속재료 인장시험편)에 따른 시험용 재료를 사용하고
    KS B 0802(금속재료 인장시험방법)와 KS B 5521(인장시험기)에 의거해 시험용 재료가
    늘어난 길이를 측정합니다.

쐐기인장시험(Wedge Tensile Test) : 볼트 머리 아래를 비스듬하게 하는 인장시험니다.
    볼트 머리 바로 아래(자리면)에 볼트 호칭과 길이에 따라 각각 4˚, 6˚, 10˚의 쐐기를 대고 인장시험을
    할 때와 같이 인장시험기로 잡아달겨서 하중을 가합니다.
    쐐기가 없을 때 최저 인장강도 내에서 파괴되지 않고 이보다 큰 하중에서 파괴되어야 하며,
    파괴되었을 때 볼트 머리와 축부(몸통)을 연결하는 머리 바로 아래의 둥근부에서 끊어지지 않아야
    합격으로 봅니다.

전단시험(Shearing Test) : 볼트가 절단되는 강도를 측정하는 시험입니다.
    금속재료의 전단강도는 보통 인장강도의 60~70% 정도로 규정되며 실제 실험에서도 이 범위의 값이
    얻어집니다. KS에서는 전단시험에 대해 별도로 지정하지 않고 있으나, 경우에 따라 전단시험으로
    그 강도를 알 수 있습니다.

2면 전단시험의 예 (출처 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=704790&cid=42318&categoryId=42318)


충격시험(Impact Test) : 외부에서 가해지는 충격에 대해 견뎌내는 강도를 측정하는 시험입니다.
    저온에서 강재는 깨지기 쉬운 성질을 띄기 때문에 저온의 환경에서 사용하는 기계류에 사용하는
    나사에 중요한 의미를 갖는 시험입니다.

머리부 타격시험(Head Soundness Test) : 볼트 목 밑 부분의 에너지 흡수능력(인성)을
    측정
하는 시험입니다.
    60˚~80˚의 구멍에 볼트를 끼우고 머리가 수평이 될 때까지 망치로 머리부에 타격을가하여 목 밑
    둥근부가 갈라지거나 균열이 발생하였는지 조사합니다.

탈탄시험(Decarburization Test) : 볼트 표면이 외부 요인에 의해 약해졌을 때(탈탄),
    이 탈탄층의 깊이를 측정
하는 시험 방법입니다.
    볼트의 중심부나 표면은 같은 조성이어야 균일한 물성을 나타내게 되는데, 강재의 표면이 열이나
    환경의 영향을 받아 표면부의 탄소 성분이 빠져나가고 철분만 남으면 표면이 약해집니다.
    이를 탈탄이라고 합니다. KS D 0216-1985(강의 탈탄층 깊이 측정 방법)에 따라 이 탈탄층의
    깊이를 측정합니다.



기본적으로 1~2는 볼트를 구매하실 때 많이 보실 수 있는 내용입니다. 한 번 읽어보시면 도움이 될 것입니다.
볼트에 대해 궁금한 사항이 더 있다면 새이레로 연락주시면 친절히 상담해 드리겠습니다.

TEL  1666-0904
FAX  070-7935-0008
E-MAIL  chazra0904@naver.com
카톡ID CHAZRA

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