탄소강의 인장실험

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
- 인장실험
- 항복점 현상
- 변형시효
- 응력-변형률 선도(Stress-Strain diagram)
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 고찰

본문내용

1. 실험 목적

저탄소강(S15C)의 Tensile test의 원리를 이해하고, Tensile test동안 발생하는 불순물원자에 의한 항복점현상과 변형시효를 관찰하고 분석한다. 또한, Tensile test시 인장거동에 영향을 미치는 변형율 속도에 대해 이해하고, 변형율 속도가 중탄소강의 인장거동에 미치는 영향을 비교 분석한다.
변형시효

변형시효는 상온에서 소성 변형을 가한 후 비교적 낮은 온도에서 가열하면 강도가 증가하고 연성은 감소하는 현상인데 보통 항복점 현상과 관련되어 있다. 아래 그림에서는 저탄소강의 변형 시효에 있어서 응력-변형률 곡선을 도식적으로 나타낸 것으로서 이러한 현상을 잘 설명하고 있다. A 구역은 항복점 연신을 거쳐 점 X까지 소성 변형을 시켰을 때 얻어진 응력-변형률 곡선을 나타낸다. 전 X에서 시편의 하중을 제거한 다음 즉시 재하중을 가하면 응력-변형률 곡선 (B구역)은 최초의 곡선(A구역)의 연장선과 일치하며 항복점은 나타나지 않는다. 항복점이 나타나지 않는

이유는 전위들이 탄소와 질소 원자 분위기로부터 해방되어 있기 때문이다. 다시 점 Y까지 변형시킨 후 하중을 제거하여 상온에서 수 일 동안 방치하거나 400K 전후의 온도에서 수 시간 가열한 후 다시 하중을 가하면 항복점은 명확하게 나타난다. 그리고 시효처리에 의해서 항복점은 Y에서 Z로 증가한다. 항복점이 다시 나타나는 이유는 시효 처리 중에 탄소와 질소 원자들이 전위로 확산하여 새로운 용질 원자 분위기를 형성해서 전위를 고착시키기 때문이다. 이 기구의 정당성은 항복점이 다시 나타나는 데 필요한 활성화 에너지가 α철에서의 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 디프드로잉강의 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.

참고자료

· 없음