본문내용
1. 서론
1.1. 실험 목적
압연은 금속의 소성가공 방법 중 하나로, 고온 또는 상온의 금속재료를 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜 여러 가지 형태의 재료, 즉 판, 봉, 관, 형재 등으로 가공하는 것이다. 이 실험에서는 알루미늄 시편을 냉간 압연하여 소성변형에 의한 기계적 성질 및 미세조직의 변화를 알아보고자 한다. 특히 압연 횟수에 따른 길이 변화, 압연 전후의 경도값 변화, 압연 전후의 조직 변화 등을 관찰하고자 한다.
압연은 소성가공의 한 방법으로, 금속을 원하는 모양과 크기로 성형하는 기술이다. 금속이 가진 가소성을 이용하여 영구적인 변형을 만들어내며, 압연에는 고온으로 하는 열간압연과 저온에서 실시하는 냉간압연이 있다. 열간압연은 압연 동력이 작고 큰 변형을 쉽게 할 수 있는 장점이 있지만 산화로 인한 표면 불량과 치수 정밀도가 낮다. 반면 냉간압연은 아주 얇은 것도 만들 수 있고 치수 정밀도와 표면이 좋지만, 가공경화로 인한 취성이 발생할 수 있다. 금속의 결정집합조직은 가공 및 열처리에 의해 영향을 받으며, 이는 금속의 물성에 중요한 영향을 미친다.
따라서 이 실험에서는 알루미늄 시편을 냉간 압연하여 소성변형에 따른 기계적 성질과 미세조직 변화를 살펴보고자 한다. 구체적으로는 압연 횟수에 따른 길이 변화, 압연 전후의 경도값 변화, 압연 전후의 조직 변화 등을 관찰하고자 한다.
1.2. 실험 이론 및 원리
1.2.1. 소성가공
소성가공은 고체재료의 가소성을 이용해 누르거나 두들려서 모양을 바꾸는 가공 방법이다. 영구변형과 같은 의미로, 탄성한계가 작은 금속 등의 고체재료는 강한 힘을 가하면 돌아오지 않는 영구변형이 일어난다. 이러한 성질을 가소성이라 하며, 이러한 영구변형을 소성변형이라 한다. 소성변형 시키는 방법은 목적하는 모양에 따라 여러 가지가 있는데 판을 만들려면 압연, 막대·관을 만들려면 압출·인발·압연, 선을 만들려면 인발·신선 등의 공정을 사용한다. 또한 복잡한 외형으로 만들기 위해서는 단조·프레스 등의 공정을 사용한다. 소성변형은 금속 내 결정체들의 전위라 불리는 미끄러짐에 기인하며, 소성변형이 계속 진행되면 결정체의 전위는 지속적으로 증가하지 않고 둔화되는데, 이는 이미 전위된 결정체의 추가적인 전위에 저항하려는 성질 때문이다. 이러한 현상을 변형률 경화라 하며, 이로 인해 재료의 강성이 증가하게 된다. 금속의 소성가공은 제품의 형태와 특성을 개선하는 데 활용된다.
1.2.2. 압연
금속의 소성을 이용해서 고온 또는 상온의 금속재료를, 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜서 여러 가지 형태의 재료, 즉 판, 봉, 관, 형재 등으로 가공하는 방법이다. 압연에는 고온으로 하는 열간압연과 저온에서 실시하는 냉간압연이 있다. 열간압연은 압연동력이 작아도 되고, 큰 변형을 쉽게 할 수 있는 장점이 있으며, 단조품과 같은 성질을 압연재에 줄 수가 있다. 그러나 고온으로 인한 산화에 의해 표면이 깨끗하게 되지 못하며, 치수의 정밀도도 좋지 않고 두께가 얇은 것도 만들 수가 없다. 반면에 냉간압연은 아주 얇은 것도 만들 수 있고, 치수의 정밀도도 좋을 뿐 아니라 표면도 깨끗하게 할 수가 있다. 가공경화를 이용해서 여러 가지 성질의 제품을 만들 수도 있다. 주로 띠강판을 만드는 데 사용되나, 띠강판에서 관·형재를 성형하는 데에도 사용된다. 관 등을 직접 냉간압연하기도 한다.
1.2.3. 열간압연 및 냉간압연
금속의 소성가공은 고체 상태의 재료를 누르거나 두들려서 목적하는 형태와 크기로 가공하는 방법이다. 그중...
