인장실험 예비 - 고체재료 실험

목차

1. 연성 금속(저탄소강), 폴리머(polyethylene), 세라믹(SiC) 재료의 대표적인 공칭 응력-변형률 선도를 나타내고 서로 비교하여 각각의 특징을 설명하시오.
2. 인장 시험에서 사용되는 표준 환봉 시편의 치수와 형상을 나타내시오.
3. 신율계(extensometer)의 사용 목적과 구조에 대해 설명하시오.
4. 연성(ductile) 금속과 취성(brittle) 금속 소재의 파손 메커니즘(fracture mechanism)을 비교하여 설명하시오.
5. 네킹(necking)에 대하여 설명하시오.
6. 인성(toughness)의 정의와 응력-변형률 선도와의 관계를 설명하시오.

참고문헌

본문내용

☞ 연성금속
연성금속-탄소의 함유량이 0.2% 전후인 비교적 연한 탄소강
연성금속은 항복점C에 도달할 때까지 선형에 가까운 선도를 그린다. 여기까지가 탄성구간이며, 기울기는 탄성계수이다. 항복점을 지난 후 변형이 계속되며 응력도 계속 증가한다. 극한강도까지 단면은 수축하게 되는데 이는 푸아송 수축에 의한 것이다. 이점을 지나면 Necking이 발생하고 공칭응력이 감소되며, 결국 시료에 failure가 일어난다.

☞ 폴리머
폴리머 - 단위체가 반복되어 연결된 고분자의 한 종류이다.
폴리머의 인장에 대한 거동은 상온 부근의 온도차에 영향을 많이 받는 것이 특성이다.

좌측의 그래프 순으로
A-는 취성을 가진 폴리머의 그래프이다. 탄성 변형이되는 과정에서 파괴가 발생된다.

B-는 가소성을 가진 폴리머의 그래프이다. 연강의 그래프와 비슷한 거동을 보이지만, 상하복점, 하항복점을 관찰할 수 있다.

C-탄성 폴리머의 그래프이다.
탄성적인 고무와 같은 재료의 탄성변형과 유사한 거동을 관찰할 수 있다.

참고 자료

재료과학/3판/william D. Callister/WILEY
http://tirakorea.com/mrb/mirae_board/pds/mr_b_file/mrb1000002_a.pdf
http://www.plasticprop.com/articles/toughness-unutilized-material-property
http://spaceflight.esa.int/impress/text/education/Images/MechanicalProperties/Image006.png