재료강도 인장시험 경도시험

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목차

1.｢인장시험｣
2.｢경도시험｣

본문내용

1.｢인장시험｣
인장시험은 재료의 기계적 특성을 알아내기 위한 가장 기본적인 시험일 것이다. 인장시험은 일반적으로 간단하며, 상대적으로 저렴하고 거의 대부분 표준화가 되어있다. 재료를 당겨봄으로써 그 재료가 인장력에 대하여 어떤 반응을 보이는 지를 알아내는 것이다. 즉 재료가 당겨질 때 그 재료가 얼마나 강하며 얼마나 잘 늘어나는지를 알아보는 것이다.

[인장시험을 하는 이유]
인장시험을 통하여 그 재료의 특성을 잘 알수 있기 때문이다. 재료가 파단이 일어날 때까지 당기게 되면 그림과 같은 인장 그래프를 얻을 수 있다. 이는 그 재료가 가해지는 인장력에 대해 어떻게 반응하는 가를 보여주는 것이다.
하중이 가장 높은 지점의 응력이 그 재료의 인장강도 (Tensile strength)가 되며 최대강도 (Ultimate Strength) 또는 UTS라고 한다.

[실험방법]
(1)Instron을 이용하여 다음 순서로 각 시편의 stress-strain data를 구한다.
a)시편 치수를 측정한다. 연신율을 측정하기 위해 표점거리(gage length)를 표시한다.
b)Instron 과 extensometer의 작동을 익힘.
c)시편에 50mm extensometer를 장치하고 grain control을 가장 민감한 수준에 놓는다.
d)cross head speed : 5mm/분
sample rate : 5pts/sec
full scale load range : 1000kg 으로 설정
(2)냉간압연 Brass에서 재결정온도 결정
a)상온에서 420℃ 사이의 온도범위에서 몇개
의 온도를 선정, 각 시편을 1시간씩 annealing처리한다. (420℃ 이상의 결과는 인장시편으로부터 구함)
b)경도를 측정하여 재결정온도 결정


[결정립의 측정]
결정립의 형상은 매우 다양하므로 3차원적으로 정확히 측정하기가 매우 어렵다. 결정립의 크기는 그 재료의 기계적 성질을 비롯한 각종 성질에 끼치는 영향이 크다. 따라서 결정립을 비교적 간단히 측정하기 위한 방법이 이용이 되고 있다.
 
서클법
 사진 위에 정해진 직경의 원을 그린 후 원안에 들어가는 결정립의 수와 경계선에 걸리는 결정립의 수로 결정립의 평균면적을 구하는 방법으로 구하는 식은 다음과 같다.
Fm = (Fk * 10^6) / ((0.67n + z) V^2)  (um^2)
위 식에서
Fm :  평균 입자면적
Fk : 사진 위의 측정면적
z: 원 내부에 들어가는 입자 수

n: 원호에 걸리는 입자 수
V: 배율 이다.
직경 측정법
 현미경 사진 상에 선 1개의 길이가 L mm인 5-10개의 평형선을 긋고 선상의 결정립수 z를 세어 평균한다. 이때 전부 들어가는 것만 세고 걸치는 것은 제외한다. 선의 수를 P, 배율을 V라 하면 평균 입자직경은
          Dm = (L*P*10^3)/(zV) (um)
 ASTM 입도번호
 100배로 확대한 사진에서 1 in^2 내의 결정립수를 z 라하면, z = 2^(N-1) 이 된다. 여기서 N 이 ASTM 입도번호이다. N으로 정리하면
N = (logz/log2) + 1
이 된다.
 ASTM 입도 환산표

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