인장강도 실험 : 저탄소강의 항복점현상&변형시효

소개글

저탄소강의 항복점 현상과 변형시효 입니다.
실험목적
이론적배경
실험방법
결과및 고찰이 나와있습니다.
1.실험목적
-탄소강(SM15C)의 Tensile test의 원리를 이해하고 ,Tensile Test동안 발생 하는 불순물 원자 (탄소나 질소)에 의한 항복점 현상과 변형시효를 관찰하고 분석한다.
2.이론적 배경
1실험)
탄소강에서 불순물 원소인 탄소가 탄성역역에서 전위를 고착하다가 응력의 증가로 전위들이 이런 분위기에서 벗어나면 응력이 떨어지는 항복점 현상이 발생한다.
이후 응력을 제거 하고 다시 인장을 하면 항복점 현상이 발생하지 않는다.
하지만 시효처리를 하게 되면 탄소나 질소 원소들의 확산에 의해 전위를 고착시키는 분위기가 형성하여 다시 항복점 현상이 발생하는데 이를 변형시효라 한다.
이때는 소성변형에 의해 더 높아진 전위밀도의 영향으로 더 놓은 응력에서 항복점 현상이 발생한다.
2실험)
변형시효는 상온에서 소성변형을 가한 후 비교적 낮은 온도에서 가열하면 강도가 증가하고
연성은 감소하는 현상인데 보통 항복점 현상과 관련되어 있다. 아래 그림에서는 저 탄소강의 변형 시효에 있어서 응력-변형률 곡선을 도식적으로 나타낸 것으로서 이러한 현상을 잘 설명하고 있다.
A 구역은 항복점 연신을 거쳐 점 X까지 소성변형을 시켰을 때 얻어진 응력 -변형률 곡선을 나타낸다.(B구역)은 최초의 곡선(A구역)의 연장선과 일치하며 항복점은 나타나지 않는다.

목차

실험목적
이론적배경
실험방법
고찰

본문내용

시효처리에 의해서 항복점은 Y-Z로 증가 한다. 항복점이 다시 나타나는 이유는 시효 처리 중에 탄소와 질소 원자들이 전위로 확산하여 새로운 용질 원자 분위리글 형성해서 전위를 고착시키기 때문이다.
이 기구의 정당성은 항복점이 다시 나타나는데 필요한 활성화 에너지가 철에서의 탄소 확산에 필요한 활성화 에너지와 잘 일치한다는 실험적 사실에 의해서 잘 입증되고 있다. 질소는 탄소보다 더 큰 용해도와 더 큰 확산 계수를 갖고 있으며 서냉에 의해서 석출이 탄소보다 완전하게 일어나지 않기 때문에 철의 변형 실효에 있어서 탄소보다 더 중요한 역할을 한다.
실제적인 공업에서는 디프르토잉강의 변형 시효를 제거하는 것이 중요하다. 그 이유는 항복점이 다시 나타나면 국부적 불균일 변형으로 인해 제품의 표면에 스트레쳐 스트레인이 생겨 곤란한 점이 생길 수 있기 때문이다. 변형 시효를 억제하기 위해서 안정한 탄화물이나 질화물을 형성하여 고용된 탄소와 질소량을 감소시킬 수 있는 원소를 종종 첨가하기도 한다. Al, V, Ti, Nb, B 등이 이러한 목적으로 첨가되는 원소들이다. 변형시효를 어느 정도까지는 제한할 수 있지만 상업용 저탄소강에서 변형 시효를 전혀 얻어 낼 수는 없다.

참고 자료

재료강도학 (저자 : 이동녕)