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인장 응력-변형 시험

1. 서론재료가 1축 인장하중을 받을 때 하중과 연신 사이의 관계로부터 인장강도, 항복점, 연신율, 흡수에너지 등 기계적 성질을 시험에 의해서 측정하고 시험기의 구조, 기능 및 조작법을 습득한다. 인장 시험은 측정하고자 하는 재료(시편)을 시험기에 고정하고 인장하중을 서서히 가하여 하중의 크기에 따르는 신장 량과의 관계를 얻어 이것으로 응력-변형률 선도를 작성하고 해당재료의 성질을 평가하고 재료의 파단 점까지에 대한 항복점, 비례한도, 최대인장강도를 파악한다. 그리고 인장시험기의 원리와 구조를 이해하고, 조작방법과 시험 능력을 기른다.2. 이론인장시험은 재료의 강도를 측정하는 가장 기본적인 시험이다. 간단한 조작으로 정확한 결과가 얻어질 뿐만 아니라, 인장 하중을 걸었을 때 재료에 생기는 변형저항의 상태를 조사해 봄으로써 그 밖의 하중을 걸었을 때의 저항변형도 추측할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 철강과 같은 연성재료에 대해서는 인장강도, 항복점, 신율, 단면 수축률을 주철과 같이 취성재료에 대해서는 인장강도를 주로 측정한다.인장시험은 강의 여러 가지 기계적 성질 중에서도 탄성과 소성을 평가하는중요한 시험방법 중의 하나이다. 즉, 이 시험은 원재료로부터 시험편을 만들고(ks에 의거) 인장시험기에 걸어 시험편을 축방향으로 잡아당겨 끊어질 때까지의 변형과 여기에 대응하는 힘을 측정하여 응력-변형률 도표를 구하는 것이다. 이 그림으로부터 비례한도, 항복점, 인장강도 등을 구할 수 있다. 그림 3의 유압식 만능재료 시험기는 인장시험에 널리 사용되고 있는 유압식 만능 시험기이며 그림4는 인장시험 전후의 시편인데 이것을 이용하여 인장시험 한 후 시험 전후의 시편 모양을 비교해 놓은 것이다.인장시험 후 시편은 단면적이 급격히 줄어드는 네킹(nec-king : 목이 생긴다는 뜻) 현상을 볼 수 있으며 결국 이 부분이 파괴에 이른다. 드문 경우지만 네킹이 두 군데 이상에서 발생되는 경우도 있다. 한편, 인장시편이 파괴될 때까지 당겨진 후, 이늘어난 길이와 줄어든 면적을잴강도에 관한 기초적인 자료를 얻을 목적으로 수행되는 공업시험 중에서 가장 기본적인 시험으로, 보통 환봉이나 판 등의 평행부를 갖는 시험편을 축 방향으로 인장하중을 가해 하중과 변형을 측정한다. 보통 이로부터 측정할 수 있는 값은 연성재료와 취성재료가 다름, 연성재료에서는 인장강도, 항복점, 연신율, 단면 수축율이고 취성재료에서는 인장강도와 연신율이다. 인장시험에 의해 측정될 수 있는 재료의 기계적 성질로서는 그 욍 비례한도, 탄성한도, 진파단력과 포아송비 등도 포함된다. 또 인장시험에 의해 구해지는 재료의 강도는 횡단면에 수직으로 작용하는 응력에 대한 실의 강도 값으로, 노치나 그 외의 원인으로 분포가 일정하지 않은 응력을 받는 경우의 항복점이나 파단강도는 재료가 항복이나 파괴에 따른 역학적 조건과 인장시험의 결과를 고려하여 대략 추정된다. 그리고 압축하중이나 반복하중에 의한 재료의 강도도 인장강도에 대한 비율로서 간주되는 예가 많다. 즉, 시험기를 사용하여 시험편을 서서히 인장하여 항복점, 항복강도, 연신율, 파면수축율 등을 측정하는데 목적이 있다. 재료의 인장에서 강성적 성질, 소성변형저항 및 파단 강도를 측정하는 것을 주목적으로 하는 시험을 인장시험이라고 한다. 인장시험에는 동적 및 정적 인장시험이 있다. 구조물에 인장력이 작용할 경우 이외로 다축응력상태가 많지만 변형겨동이나 결과해석이 쉬운 1축 인장시험이 가장 기본적인 시험이다. 그러므로 인장시험이라고 하면 보통 1축 인장시험을 의미한다. 구조물에서 1축 인장에 대한 직접문제가 되는 것은 콘크리트 봉이나 와이어 등 극히 한정된 경우에 지나지 않는다. 그러함에도 불구하고 인장시험이 모든 기계적 시험의 기본으로 널리 사용되고 있는 이유는 조작이 간단하고 정확한 결과를 얻기 쉽고 결과의 해석이 쉽기 때문이다. 그리고 인장에 대한 변형고동에서 다른 응력상태의 변형거동을 어는 정도 추정 할 수 있는 등 많은 특징을 가지고 있다.이러한 인장·응력 변형곡선은 그 수지의 특성에 따라 아래와 같이 크게5가지 형태로 변형곡선에서 최대 인장강도를 가지는 점을 말하며 이때의 응력을 항복강도(Yield strength), 변형율을 항복점 신율(Yield elongation)이라 한다.④ 인장 탄성율 또는 영율 (Tensile modulus or Young's modulus)kg/cm2 or MPa 변형율이 작은 구간에서 응력에 대한 변형이 직선적으로 변하는데(Hook's law) 이 구간에서 변형율에 대한 응력의 비(인장응력/인장 변형율)를 말한다.⑤ 파단 강도(Tensile strength at Break point)kg/cm2 or Mpa 시편이 끊어지는 점에서의 인장강도⑥ 파단신율(Tensile elongation at Break point)% 시편이 끊어지는 점에서의 인장신율2-1. 측정방법인장 응력-변형 시험법은 ASTM D638, D882, ISO 527, BS2782, KS M3006 등의 표준규격시험법으로 정의되어 있으나 그 내용면에서는 유사하므로 가장 광범위하게 사용되는 ASTM을 위주로 설명한다.a. 시편의 형상b. 시편의 종류 및 제원5가지로서 Type I, II, III, V의 경우는 신율이 비교 적 작은 재료에 사용되며 VI의 경우는 신율이 큰 경우에 주로 사용된다. ABS, PS, SAN, PBT, PC, POM, PP 등의 경우에는 Type I을 열가소성 TPE의 경우에는 Type II로 측정한다.두께(T)T ≤0.28(7)0.28＜T≤0.55(7＜T≤14)T ≤0.16(4)허용오차치수Type IType IIType IIIType IVType VW0.53(13)0.25(6)0.75(19)0.25(6)0.125(3.18)±0.25(0.5)L2.25(57)2.25(75)2.25(57)1.30(33)0.375(9.53)±0.25(0.5)WO0.75(19)0.75(19)1.13(29)0.75(19)?＋ 0.25(6.4)WO????0.375(9.53)＋0.125(3.18)LO6.50(165)7.20(183)9.70(246)4.50(115)2.5(63.5)No 1)3. 실험방법3-1. 시험편의 준비(가) 인장 시험에 사용될 시험편인 연강과 주철을 준비한다.(나) 버니어 캘리퍼스를 사용하여 시험편에 표점거리를 표시하며 및 각종 수치를 기록한다.#연강표점거리 L : 50mm ,시편 지름 (D) : 14Φ#주철표점거리 L : 50mm ,시편 지름 (D) : 14Φ3-2. 시험기기만능재료 시험기3-3. 실험방법① 크로스헤드 다운을 눌러 하부크로스헤드를 내린 후 상부에 시험편을 물리고 하부 크로스헤드를 올려서 하부에 물린다. 시험편은 단단히 고정시키고 하중은 천천히 증가시킨다. 하중속도는 가능한 한 일정하게 유지시킨다.② 항복점의 하중을 지침에 의하여 관찰한다.③ 항복점하중과 인장하중에 이르는 동안 시험편에 국부적인 단면수축이 일어나는 모양을 관찰한다.④ 시험편이 파단 되면 시험기를 처음상태로 돌려놓고 정지시킨다.5. 결 과1. 실험조건1) 시편 지름 (D) : 14Φ2) 표점거리 (L0) : 50.000(mm)3) 시험선택 : 하 중 - 변 위인장시험기2. 실험결과구 분시편의 길이(mm)시편의 두께(mm)파단시두께(mm)단면적(mm2)최대하중(kgf)파괴하중(kgf)항복하중(kg)f처음길이늘어난후 길이변화량A50.00062.6512.651410.46153.9811290.09780.06550.0B50.00062.6012.60148.85153.9815230.09810.013510.0시편 고정인장necking 발생파 단1) 항복점(kgf/mm2) =① A = 6550 / 153.98 = 42.54② B = 13510 / 153.98 = 87.792) 인장강도(kgf/mm2) =① A = 11290 / 153.98 = 73.32② B = 15230 / 153.98 = 98.913) 파괴강도(kgf/mm2) =① A = 9780 / 153.98 = 63.51② B = 9810 / 153.98 = 63.714) 변형율 =① A = 12.65 / 50 = 0.253② B = 12.60 / 50 = 0.2525) 연신율(%) =① A =어떻게 하는 것인지 원리는 알 수 있었다. 처음에 실험을 하기위해 기계에 시험편을 올려놓고 작동을 하려니깐 작동이 잘 되지 않았다. 왜냐하면 기계가 처음에 작동하기 까지는 20~30분의 예열이 필요하다. 이것은 겨울에 자동차에 시동을 켜지 않고 출발하면 시동이 잘 걸리지 않는 것과 같다. 여름엔 10분 안에 예열시켜 기계를 가동하면 되지만 겨울엔 어느 정도의 시간적 여유를 둬야지 기계의 작동이 잘된다는 것을 알았다. 우리는 인장시편을 두개 준비하였다. 연강과 주철로써 연강을 처음에 만능재료 시험기에 물려서 인장을 하였을 때 네킹이 일어나고 눈금이 11.27톤의 하중을 가해졌을 때 파단이 일어났고 주철을 인장하였을 땐 눈금이 15톤 가까이 되는 하중이 가해졌을 때 일어났다. 파단면을 보게 되면 연강의 파단면은 깨끗한 반면 주철의 파단면은 좀 지저분하게 파괴되었음을 알 수 있다. 이것은 재료의 종류에 따라서 파면양상이 달라진다고 볼 수 있다. 만약 시편이 어떤 재료인지 모르는 상태에서 파괴된 면만을 보고도 파괴원인이 추정가능하다고 들었다.이번 실험은 인장시험으로 그 목적 또한 재료의 특성을 알 수 있는 시험이다. 주의 점은 시료편의 평행부의 표점길이를 정확히 정할 뿐 아니라 그 길이의 표시는 검은 색 펜으로 지워지지 않는 것을 사용해야 된다. 만능재료 시험기로 나온 그래프와 그 값들을 이해하고 분석하는 것도 이 실험의 중요성 중에 하나이다. 인장성은 어떤 재료의 강도를 표시하는 가장 중요한 척도가 되는데, 본 시험에서는 시편을 늘리는데 필요한 힘과 파괴점에서의 신율이 결정된다. 탄성율은 가해진 응력과 변형도가 응력에 선 비례하는 영역에서 가해진 응력이 만드는 변형도에 대한 비율이다. 탄성율은 근본적으로 경도의 척도임, 어떤 부품을 탄성율이 측정되는 선형영역에 일치하도록 설계하려고 할 때 대단히 유용한 인자가 된다. 즉, 고무와 같은 탄성이 필요한 용도에 대해서는 파괴점에서의 신율이 대단히 높으며, 딱딱한 부품의 경우에는 반대로 신율이 대단히 낮다. 그러나 신율을 .

공학/기술| 2007.10.12| 14페이지| 1,500원| 조회(1,905)

응력, 인장, 충격, 탄성, 파단

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샤르피충격실험(인장시험)

1. 서론충격시험(impact test)은 시험편을 충격적으로 파단시 흡수 에너지의 크고 작음으로써 재료의 인성과 취성의 정도를 판정하는 시험이며 특히 저온취성, 노치취성 및 템퍼취성 등의 성질을 조사하는 것이 중요하다.충격시험은 상온 및 다른 온도에서의 시험이 비교적 용이한 이점이 있으며 용접재는 저온에서의 취성이 문제가 되어 저온 충격시험이 중요하다. 충격치(impact value)는 재료의 특성을 비교하는 데에는 편리하나 강도계산의 기초수지로는 직적 이용되지 않는다.기계, 구조물에는 충격하중을 받는 경우가 적지 않으며, 이러한 충격하중에 대한 강도는 정적 인장시험으로부터 구할 수 없다. 왜냐하면 정적인장시험에 있어 연신율 또는 단면수축율이 큰 재료라고 해서 반드시 충격에도 강하며 간단하기 때문에 구조재의 파괴거동을 결정하는데 있어서 가장 폭 넓게 사용 되어왔다.충격시험은 시험편의 충격저항을 시험하는데 있다. 시험편을 충격적으로 파단 시켜 파단 될 때까지 흡수되어 에너지의 많고 적음으로써 재료의 인성 및 취성을 판정하기 위한 것이다. 재료의 이러한 성질은 가해지는 하중의 속도에 영향을 받는데 인성은 인장시험, 즉 정적인 시험을 통해서 어느 정도 결정을 할 수 있으나 인장시험만으로는 구별이 안 된다. 그러므로 이러한 재료의 특성을 정확히 판정하기 위해서는 정적인 시험 외에 동적인 충격시험이 필요하다. 충격실험을 통하여 재료의 충격이 가해질 때 역학적 에너지 보존법칙을 이용하여 충격치(흡수에너지)를 측정하는데 그 목적을 둔다.2.이론충격에 대한 재료의 저항력의 강약을 조사하는 시험이다. 힘이 가해지는 방법에 따라 충격인장, 충격압축, 충격비틀림 등의 여러 가지 충격시험이 있지만 공업적으로는 주로 노치 시험편을 사용한 충격굽힘시험(ks b 0810)이 대부분으로 이는 샤르피 충격시험법과 아이조드충격시험법을 말한다. 아이조드 시험이 미국이나 영국에서 주류를 이루었던 시기도 있었으나 현재는 샤르피 충격시험이 널리 쓰인다. 샤르피 충격시험에서는 규정된 홈을 판 정사각형 단면의 각봉시험 조각이 쓰이는데 그 양끝을 고정시키고 홈의 뒤쪽으로부터 해머로 1회 타격하여 절단한다. 충격값은 시험조각을 절단하는데 쓰인 에너지로 구할 수 있지만, 시험할 때의 양상이 극히 복잡하고 재료, 온도, 시험조각의 형태나 치수 등의 영향을 크게 받으므로 재료 고유의 값이라고는 할 수 없다. 그러나 기계재료의 충격력에 대한 저항은 저온이거나 내려침으로 인하여 재료가 취약해지는 성질을 아는 데 특히 중요하다. 샤르피 충격 실험의 목적으로는 재료의 샤르피 충격시험 원리 및 방법을 익힌고 사르피 충격시험으로 재료의 샤르피 흡수에너지, 취성, 연성 파면율 등을 구해보고 이들 값의 쓰임을 이해한다.⇒ 샤르피 충격시험에서 알 수 있는 물성* 인성(toughness) : 물리학에서 재료가 지닌 점성(粘性)의 강도.다른 힘에 의해서 파괴하기 어려운 성질을 말한다.* 연성(ductility) : 탄성한계를 넘는 힘을 가함으로써 물체가 파괴되지 않고 늘어나는 성질.* 취성(brittleness) : 물체에 탄성한계 이상의 힘을 가했을 때, 영구변형을 하지 않고 파괴되거나 또는 극히 일부만 영구변형을 일으키는 성질을 말한다. 재료의 취성 정도는 보통 충 격시험에 의해 비교 ·측정된다2-1.샤르피 충격시험이 방법은 G. Charpy가 1901년에 발표한 시험법이며, 오늘날에도 널리 사용되고 있다. 샤르피 충격시험은 노치를 가진 시험편을 일정한 높이에서 해머로 타격해서 파단시키고 그때의 흡수에너지를 구하는 방법을 샤르피 시험법이라 한다. 아래 그림은 샤르피 충격시험의 원리를 나타낸 것이다. 처음에 설림한 진자의 지지작 α와 시편을 파괴한 후에 반대 측으로 진상한 각 β를 구하고 양쪽의 위치에너지의 차로부터 시편의 파괴에 소비된 에너지를 구한다. 장치를 취급하기 쉬우며 시편파괴에 요하는 에너지도 간단히 구할수 있는 장점이 있다. 금속재료의 충격 시험기로서 오늘날 많이 사용되는 것에는 샤르피(Charpy)형과 아이조드(Izod)형의 충격 시험기가 있다 모두 일정한 질량을 갖고 있는 펜듈럼 해머를 일정한 각도로부터 내리쳐서 수직의 위치에 있는 시험편을 1회의 충격으로 부러뜨려 시험편이 파괴될 때의 소모된 에너지를 그 재료의 충격값, 즉 강인성으로 나타낸다. 우리가 이번에 사용하는 시험기는 이중에서 샤르피(Charpy) 충격시험기이다.해머의 지상각도를 α, 파단 후의 진상각을 β, 해머의 중량을 w, 회전중심에서 중심까지의 거리를 R이라고 하면, 흡수에너지 E는W : 해머의 무게 (kgf)α : 해머를 들어올렸을 때의 초기각도β : 시험편을 절단하고 상승했을 때의 각도R : 축 중심 으로부터 해머의 중심까지의 거리 (m)A : 노치부의 원래의 단면적h1 : 끌어올린 위치h2 : 해머가 시험편을 통과한 올라간 위치핸들을 돌려서 해머가 α되는 각도의 위치에 고정시키고 펜듈럼 해머의 날이 시험편의 노치 부분에 오도록 시험편을 바른 위치에 놓은 다음, 해머를 낙하시켜서 시험편을 파괴시키고 해머가 각도 β만큼 올라가게 한다.2-2. 샤르피 충격 시험편충격 굽힘시험(KS B 0809)에 그림과 같이 규정되어 있으며 Charpy 시험편은 3호, 4호, 5호 시험편이며 Izod시험편은 1호와 2호 시험편이다. 한편 미국과 국제규격에서는 5mm 깊이의 노치가 있는 5호 시험편 및 열쇠구멍 모양의 노치를 갖는 시험편을 사용하기도 한다. 일반적으로 깊은 노치의 것이 충격치가 다소 작게 측정되나 측정치의 산포가 적다.※ 시험 값 ; KS에서는 초기 단면적 0.8㎠에서 E를 제한 값인 ㎏-m/㎠을 charpy 충격치로써 표시하고 있다.(흡수에너지와 틀림) 값은 소수점 이하는 반올림하여 1자리까지 나타낸다.3. 실험방법3-1. 실험장치샤르피 충격 시험기, 충격 시험편 3호, 4호, 5호3-2. 실험순서① 시험기의 수평상태 확인② 시험편을 설치할 수 있을 정도로 해머를 올린다.()③ 시험편의 노치부분이 해머중심과 일치하도록 놓는다.④ 해머를 소정의 각도까지 올린다.⑤ 안전한 상태에서 해머 레버를 당겨 해머를 낙하시켜 시험편을 파괴한다.⑥ 해머를 정지시킨다.⑦ 지시판에 지시된 각도를 읽는다.⑧ 공식으로 충격값을 산출한다.4. 결과샤르피 충격 시험편 3호 샤르피 충격 시험편 5호

공학/기술| 2007.10.12| 6페이지| 1,000원| 조회(2,378)

시험, 충격, 시편, 샤르피, Charpy

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가공실험(압연, 단조, 용접, 분말소결)

금속가공실험 압연(Rolling)목차서론 ＊압연의 정의와 이론적 배경 본론 ＊실험조건과 시험방법 ＊실험결과 및 고찰 결론서론압연의 정의 압연은 금속의 소성을 이용해서 고온 또는 상온의 금속재료를, 회전하는 2개의 롤 사이로 통과 시켜서 여러 가지 형태의 재료로 가공하는 방법. 이론적 배경 1553년 프랑스에서 롤을 채용 20세기 들어와서 자동차 선박 철도 등의 중심으로 일대비중을 차지함 현재 압연기 속도는 150km/h 경이적인 속도 4단 압연기 (최대폭 4.8m두께 300mm)본론실험조건 ＊ 압연의 시료 : ss41 4.7t (≒ 5t) ＊ 실험기기 : 압연기계, 절단기계, sandpaper, 현미경 ＊ 압하율(%)= (가공 전 두께- 가공 후 두께)/가공 전 두께 x 100 ＊ 압하율 0%, 25%, 50%, 75% 의 조건을 두고 압하율에 따른 조직변화를 관찰 실험방법 ① 준비된 시편의 두께(T)를 자로 잰다. (4.7t) ② 압연기에 전원을 켜고 시편을 넣는다. ③ 정해진 압하율의 두께(5t를 기준으로 75%→ 1.25t)가 되도록 압연기에 시편을 여러 번 압연한다. ④ 압연을 하면서 나온 두께를 계속 잰다. ⑤ A, B, C 조직면을 관찰하기 위해서 압연된 시편을 절삭기로 절삭한다. ⑥ 절단된 시편을 마운팅하여 A, B, C면을 알아 볼 수 있도록 표시한다. ⑦ 마운팅한 시편을 연마하고 폴리싱하여 조직을 고르게 한다. ⑧ 부식시킨 뒤 현미경으로 압연한 시편을 가공방향을 기준하여 3면의 조직상태를 조사한다.실험결과1실험결과 ⇒ 압연방향우리 조는 압하율을 75%로 하여 1.25t 로 압연하였다. 압연한 시편을 절단기 로 절단하여(절삭유 : 물 = 1 : 9) 그림 과 같이 시편의 A, B, C 3면의 조직변화 를 압하율이 다른 조들의 시편과 비교 하여 관찰할 수 있었다. 실험 결과들은 밑에 사진을 보면 알 수 있다. 압하율(%)=(가공 전 두께- 가공 후 두께)/ 가공 전 두께 x 100실험결과2압하율을 다르게 한 시편의 조직 사진 관찰실험결과2A, B,면의 조직변화 관찰에 있다. 압연을 할 때 생각 들었던 것은 압연을 할 때 손이 말려들어가면 위험할 거 같단 생각을 하였다. 이론상으론 압연을 할 때 길이만 늘어나고 폭은 늘어나진 않는데 실험상 폭도 늘어났다. 이것은 폭의 퍼짐(spreading) 현상으로 두께에 대한 폭의 비가 큰 경우 압연 중의 소재는 평면변형률을 유지하지만, 정사각형 단면처럼 이 비율이 적을 경우 롤 사이를 지나면서 소재의 폭이 눈에 띄게 늘어난다. 그리고 실험을 하면서 부식이 많이 되면 조직의 탄 부분이 많이 보여서 다시 연마하는 번거로움이 있었다. 조건이 다른 조직사진을 관찰 한 결과 각각의 면들의 조직이 다르게 나오는 걸 눈으로 확인할 수 있고 압하율이 높을수록 조직의 결정립이 미세하다는 걸 알 수 있었다. 실험을 하면서 이론으로만 들어오던 것들을 눈으로 직접 보고 실험을 하여서 유익했다. 그리고 압연기의 사용법을 알 수 있었고, 압하율을 달리 하여 조직들을 관찰하기 비교적 쉬웠다. 그러나 실험을 할 때 압연기계는 한 대인데 보는 사람들이 많아서 뒤에 있는 사람들은 잘 보이지도 않았고 산만한 분위기였다. 실험 여건이 빈약했다는 게 조금 아쉬웠던 점으로 남고 다음에 같은 실험을 할 경우 더 잘 할 수 있을 거 같다는 생각을 하면서 압연보고서를 마친다.금속가공실험 단조(Forging)금속공학과 가공실험 4조 200430188 정재원목차서론 ＊단조의 정의 ＊이론적 배경 본론 ＊실험조건과 실험방법 ＊단조프레스와 시편 사진 ＊실험결과 결론 ＊고찰 및 결론서론단조의 정의 금속에 외력을 가하여 형상을 변형시키는 가장 오래된 성형(成形) 방법 중의 하나 이다. 단조 작업을 통하여 금속 재료의 유동과 입자 구조가 조절될 수 있으며, 단조 품은 우수한 강도와 인성을 갖게 된다. 강재의 기계적 성질을 향상 시키고 소정의 형상을 만들어 후 공정이나 기계 가공 공수를 절감 시키는 목적이 있다. 이론적 배경 간단한 단조 공정은 대장간에서 전통적으로 행해온 것처럼 무거운 손 해머와 모루를 사용하여 작업되지만,.2㎝로 단조)을 절단기로 4등분 절단한다. (수평면과 수직면을 관찰하기 위해) ⑤ 절단한 시편을 sandpaper로 연마한다. ⑥ 부식시킨 뒤 현미경으로 단조한 시편의 수평면과 수직면의 조직상태를 비교한다.단조 프레스와 시편 사진1ton 하중의 단조 한 시편사진 (2.9㎝에서 2.2㎝로 단조) 시편이 알루미늄 합금이라 그런지 단조 를 하는 과정에서 시편이 부서지고 갈라졌다.단조프레스 (시편을 집게로 잡고 있는 모습)실험결과단조 한 알루미늄 합금의 조직사진(수직면과 수평면) ⇒ 압하율 0%와 24.1%의 수직면 조직사진 사진에서 보면 조직의 차이 점이 눈으로는 구분이 잘 되지 않는다. ⇒ 압하율 0%와 24.1%의 수평면 조직사진 수평면의 사진을 보면 0% 의 조직 보다 24.1%의 조 직이 더 미세한 걸 알 수 있 다. 단조를 많이 할수록 조 직의 미세화가 이루어짐.고찰 및 결론이번 실험에서는 단조프레스로 1ton의 하중으로 단조 한 시편의 조직사진을 관찰하였다. 단조프레스로 알루미늄 B30 합금을 단조 할 때 시편이 알루미늄이었기 때문에 집게로 시편을 잡고 있어도 튀어서 날라가는 위험성이 있었다. 단조하는 모습을 자세히 보기 위해 다들 둘러서 보고 있었지만 어디로 튈지 모르는 시편 때문에 가까이서 볼 수가 없었다. 시편의 단조를 많이 할수록 단조의 압하율이 높을수록 쉽게 갈라지고 깨지는 모습을 눈으로 보고 알 수 있었다. 조직사진을 보면 압연과는 달리 눈으로 관찰하고 비교하기가 어려웠다. 그리고 수직으로 단조를 한 시편이라서 수직면이 더 미세하게 나타나야 되는데 조직사진을 살펴보면 수평면의 부분이 더 미세하게 나타난 것을 볼 수 있다. 이것은 원래 단조를 할 땐 철 시편을 사용하는데 다치거나 할 위험성 때문에 알루미늄 시편으로 단조를 하여서 수평면과 수직면의 조직이 잘못되었다는 걸 알 수 있었다. 비록 철이 아닌 알루미늄 합금으로 실험을 하였다는 게 조금 아쉬운 점으로 남지만 실험을 하면서 시편의 연마와 부식이 중요한 것과 알루미늄으로라도 실험을 할 수 있칭을 말한다. 금속과 금속을 가열 용해하여 접합시켜서 일체(一體)로 만드는 작업을 뜻하며, 용접 방법에는 아크용접·가스용접·전기용접 등이 있다. 이론적 배경 근대식 용접이 중요한 역할을 하는 분야에 이용 된 것은 제 1차 세계대전 당시에 재료의 절약과 노력 흑감의 요구에 따라 신흥 기술로서 등장하여 많은 성과를 거두었기 때문이다. 특히 전기 용접은 20세기의 공업계에 신기원을 만들었다.본론실험조건 ＊ 이번 실험의 목적은 1pass에서 관찰되는 조직과 3pass 후의 용접 시편의 조직변화를 관찰하고, 열 영향부의 경도 변화 관찰하는데 있다. ＊ 실험 장비 : 용접시편, ss450 판재, sandpaper, 광학현미경, 경도기 실험순서 ① 용접된 T자형 시편을 sandpaper로 연마하여 조직의 면을 고르게 한다. ② 연마하고 폴리싱 한다. ③ 부식액으로 부식시킨다. ④ 부식이 끝난 시편의 조직사진을 찍고 경도 값을 측정한다.실험결과경도 값 측정163.4,164.2177.6181.7177.8177.5⑩,⑪ 경계⑨⑧⑦⑥ 조대178.2191.8253.4239.5141.8⑤ 미세④ 열영향부③Haz조대② Haz미세① 모제실험결과경도 값의 그래프고찰 및 결론이번 실험은 용접에 대해서 하였다. 용접 된 시편의 표면을 연마하여 조직을 측정하는 실험이었다. T자형의 용접시편 모양에 한 번 용접한 1pass부분과 세 번 용접한 3pass부분의 조직관찰이었다. 우선 1pass 부분을 관찰해보자. 경도 값을 보면 우리 조는 3pass보다 1pass가 경도가 크게 나타났지만, 모제 부분은 용접 시 열 영향을 가장 작게 받아서 그런지 경도 값이 전체적으로 봤을 때 다른 부분에 비해서 가장 작게 나왔다. 그러나 3pass보다 1pass의 경도 값이 높게 나타난 것을 보아 용접을 할 때 열의 영향을 작게 받은 부분의 1pass부분이 경도 값이 높다는 걸 알 수 있었다. 다시 말해 열의 영향을 많이 받은 부분이 경도 값이 낮게 나오고 열의 영향을 많이 받은 부분이 경도 값이 높게 나왔다고 할론적 배경 본론 ＊실험조건과 실험방법 ＊실험결과 결론 ＊고찰 및 결론서론분말소결의 정의 분말 중의 각 입자들이 가열에 의해서 원자 간의 접착력으로 결합하고, 이에 따라서 전체의 강도가 증가하며, 물자의 이동에 의해서 밀도의 증가와 재결정을 일으키는 것이다. 2개 또는 그 이상의 분말입자가 그 계의 어느 한 성분의 융점보다 낮은 온도에서 가열만으로써 결합하는 현상. 이론적 배경 비금속 또는 금속의 가루를 가압 성형한 것을 녹는점 이하의 온도에서 열처리한 경우가루간에 결합이 생겨 성형된 모양으로 굳는 현상. 요업제품 또는 세라믹, 분말야금, 서멧 등을 제조하는 중요한 수법이다. 소결의 구동력은 가루가 가진 여분의 표면에너지이다. 즉 분말이 단순히 모인 상태에서는 표면에너지의 총합이 최소가 되지않고 열역학적으로는 비평형상태가 된다.본론실험조건 ＊ 실험 장비 : 스테인레스 볼트, 부식 액(왕수), 광학현미경, sandpaper 실험순서 ① 스테인레스 볼트를 절단기로 절단한다. ② 절단한 시편을 sandpaper로 연마하고 폴리싱한다. ③ 연마한 시편을 부식 액에 부식시킨다. ④ 시편을 광학현미경으로 조직의 사진을 관찰한다.실험결과분말소결의 조직표면 실험 후의 분말소결 조직표면 사진에서 보면 분말 소결의 조직표면을 우리 조가 실험 한 조직의 사진과 비교 했을 때 사진의 크기차이인지 잘 모르겠지만 우리 조의 조직표면의 크기가 조대하게 보이는 것을 알 수 있다.고찰 및 결론이번 실험은 분말소결을 하였다. 분말소결의 원래 시편을 사용하지 않고 분말소결이 무엇인지 알고자 스테인레스 볼트를 사용한 것으로 알고 있다. 시편의 사진을 관찰해 보면 실험한 분말 조직의 크기가 조대하게 보인다. 이것은 조대 할 수도 있고 사진의 크기가 달라서 그렇게 보일 수도 있다. 분말소결에서 중요한 요소는 입자크기와 입자분포이다. 입자크기의 감소는 결정 입계의 양이 증가되면 이것은 소결체 내에서의 확산 범위를 넓혀 주게 된다. 분말입자의 크기를 줄이면 성형체 밀도도 줄어드는 경향이 있다. 성형체 밀}

공학/기술| 2007.10.12| 29페이지| 3,000원| 조회(1,146)

용접, 실험, 압연, 단조, 분말소결

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무전해 동도금 실험

1. 서론무전해 도금은 금속이온을 환원제에 의해서 화학 환원하여 금속으로 석출시킨다. 따라서 무전해도금액과 균등하게 제품이 접촉하고 있으며 동일한 두께로 하는 것이 가능하며, 전기도금에 비교해서 균일석출이 양호하다. 여기서 우리는 무전해 동도금의 원리를 알아보고, 무전해 동도금의 방법 중 치환도금법의 원리와 처리를 이해한다.2. 이론◎ 무전해 도금의 조건① 용액 속에서 금속 이온을 환원시키는 환원제의 산화 환원 전위가그 금속의 평형 전위보다 충분히 낮을 것.(도금반응의 구동력 조건)② 도금액은 각 성분을 배합한 그대로의 상태로서는 반응이 이러나지않으며 촉매성 표면에 접촉했을 때에 비로써 일어나는 것이다.(도금액이 안정하기 위한 조건)③ 용액의 pH, 온도 조절로서 환원 반응 속도가 조절할 수 있는 것.(도금 속도의 조절조건)④ 환원 석출되는 금속 자체도 촉매성을 갖고 있을 것.(도금막을 두껍게 하는 조건)⑤ 환원제와 산화 생성물이 도금 반응 진행을 방해하지 않을 것.(도금액 수명을 연장시키는 조건)사용되는 환원제는 도금 금속 종류와 도금막의 성질로서 선택된다. 즉 니켈, 코발트의 도금에서는 환원력이 강한 치아니산염류, 수소화붕소화합물 또는 이소니코틴화합물 등이 사용되며, 금, 은, 동 도금에서는 포롬알데히드, 로셀염, 포도당 기타 환원력이 약한 유기약품이 사용된다.◎ 무전해 도금의 장단점⇒ 장점① 외부 전원이 필요 없다.② 전류 분포의 문제가 없이 균일한 두께의 도금이 가능하다.③ 한 번에 대량의 생산이 가능하다.④ 부도체상의 도금이 가능하다.⑤ 특수한 목적의 도금이 가능하다.⇒ 단점① 금속이온의 공금이 약품에 의존하여 생산비가 높다.② 반응부생산물의 축적으로 액의 노화가 빠르다.3. 실험방법3-1. 실험장치CuSO4ㆍ5H2O, 철 시편, 비커, 건조기, sandpaper, hat plate3-2. 실험순서① 시료를 사포로 표면이 깨끗하게 연마한다.② 시료를 수세한 뒤 건조한다.③ 도금속도를 빨리하기 위하여 hat plate로 50℃정도 온도를 올린다. ④ 연마한 시료를 황산구리 수용액에 담근다.⑤ 황산구리에 담근 시료를 잘보고 시료에 구리가 묻은 정도를 보고 꺼낸다.⑥ 밀착성이 좋지 못하므로 수세는 생략한다.⑦ 건조기로 건조 후 도금 부분을 관찰한다.4. 실험결과4-1. 실험기구 및 실험사진(a) hot plate (b) hot plate로 도금액온도를 높였고 도금액으로CuSO4ㆍ5H2O를 사용하였다.(c) 무전해동도금은 밀착성이 좋지 않기 때문에수세 후에 건조하지 않고 건조 후에 수세하였다.4-2. 도금한 시편 사진의 비교 관찰(a) 수세한 후에 건조한 시편 (b) 건조한 다음 수세한 시편사진에서 볼 수 있듯이 무전해동도금은 밀착성이 좋지 못하기 때문에 (a)와 같이 수세한 후에 건조를 하면 수세하는 동안 도금된 부분이 잘 벗겨지기 때문에 그림 (b)와 같이 건조한 다음 수세를 하면 도금된 부분이 잘 벗겨지지 않는다. (b) 시편은 30℃에서 2분을 도금 하였고 50℃에서 2분 가까이 도금을 하니깐 시편이 탄 모습을 볼 수 있었고, 50℃에서 40초에 도금한 시편이 가장 양호하게 나왔던 거 같았다.5. 고찰이번 시간은 무전해동도금에 대해서 실험을 하였다. 지난 시간에는 전기로 도금을 하는 전해동도금을 하였는데 이번 실험은 전기를 사용하지 않고 도금을 해 보았다. 무전해동도금의 종류는 두 가지가 있는데 치환도금과 화학환원도금이다. 이번에 우리가 한 실험은 치환도금이었는데, 치환도금(이온화 경향에 의한 도금) 자체가 도금이 어느 정도의 두께까지 되면 도금이 더 이상 안 된다. 치환도금은 밀착성이 좋지 못하기 때문에 전해동도금과는 달리 도금한 시편을 수세하고 건조하는 것이 아니라 건조를 먼저하고 나서 수세를 하였다. 그리고 실험에서 도금액으로 사용되었던 황산구리 용액 자체는 도금이 잘 되지 않고 황산구리용액에 포르말린을 넣으면 도금이 더 잘되는데 이날 포르말린이 없어서 실험을 제대로 하지 못한 거 같다. 우리 조는 도금의 밀착성의 차이를 알아보기 위해 다른 조에서 도금한 뒤 건조하고 수세한 시편과 달리 도금 면을 비교하기 위해 도금 후에 수세를 하고 건조를 하였다. 위의 사진은 2조에서 도금 후에 건조하여 수세한 시편과 우리 조의 시편을 비교해 놓은 것이다.

공학/기술| 2007.10.12| 5페이지| 1,000원| 조회(763)

실험, 무전해, 동도금

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