Charpy 충격시험 (Charpy impact test) 예비 레포트

문서 내 토픽

1. 인장시험에서의 인성과 충격시험에서의 인성

인장시험에서의 인성은 재료가 파괴될 때 에너지를 흡수하는 정도를 말하며, 인성이 크면 큰 에너지를 받아도 잘 파괴되지 않는다. 충격시험에서의 인성은 재료가 충격에 대하여 저항하는 성질을 나타내며, 변형속도가 매우 빠른 충격하중을 가할 경우 소성변형이 매우 적은 취성거동을 나타내며 파괴된다.
2. 충격에너지 측정 방법

충격에너지는 두 물체가 부딪칠 때 가해지는 에너지 또는 받는 에너지를 말한다. 충격실험에서는 에너지 법칙을 이용하여 충격저항을 측정하며, Charpy와 Izod 시험이 많이 사용된다. Charpy 시험은 v-notch 시편을 펜듈럼 해머로 1회 충격하여 파괴될 때 소모된 에너지를 측정한다.
3. 탄소함량에 따른 저탄소강의 충격흡수에너지 변화

저탄소강은 상온에서 연성을 보이지만 온도가 낮아짐에 따라 점점 더 연성이 낮아지다 취성으로의 천이 구간이 존재하고 낮은 온도에서 낮은 충격흡수에너지를 갖는 취성을 보인다. 탄소의 함량에 따라 이 그래프는 조금씩 달라진다.
4. 연성파단면과 취성파단면의 구별

연성파괴는 균열이 전파될 때 파단면 상에 상당한 소성 변형이 발생되어 찢어지는 느낌의 형상으로 구성되며 큰 단면 감소율을 갖는다. 취성파괴는 파단면이 평평하고 벽계 및 물결 무늬를 갖는 특징을 지닌다. 전자주사현미경으로 관찰하면 연성파괴에서는 Dimple이 관찰되고 취성파괴에서는 입내 벽계 파괴가 관찰된다.

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1. 주제2: 충격에너지 측정 방법

충격에너지 측정 방법에는 샤르피 충격시험, 아이조드 충격시험 등이 있습니다. 이 실험들은 재료에 일정한 충격을 가한 후 파괴되는 데 필요한 에너지를 측정하여 재료의 충격 흡수 능력을 평가합니다. 샤르피 충격시험은 V자 홈이 있는 시편을 사용하며, 아이조드 충격시험은 U자 홈이 있는 시편을 사용합니다. 이 두 실험 방법은 시편의 형상과 노치 형상이 다르기 때문에 측정되는 충격에너지 값에 차이가 있습니다. 따라서 충격에너지 측정 시 실험 방법에 따른 차이를 고려해야 하며, 동일한 실험 방법으로 측정된 값을 비교해야 합니다.
2. 주제4: 연성파단면과 취성파단면의 구별

연성파단면과 취성파단면은 재료의 파괴 양상을 구분하는 대표적인 특징입니다. 연성파단면은 재료가 충분한 변형을 거친 후 점진적으로 파괴되는 양상을 보이며, 파단면이 거친 모습을 나타냅니다. 이는 재료가 충격이나 하중에 견딜 수 있는 능력이 우수함을 의미합니다. 반면 취성파단면은 재료가 충분한 변형 없이 갑자기 파괴되는 양상을 보이며, 파단면이 매끄러운 모습을 나타냅니다. 이는 재료가 취성적이어서 충격이나 하중에 약한 특성을 가지고 있음을 의미합니다. 따라서 연성파단면과 취성파단면의 구별은 재료의 기계적 성질을 평가하는 중요한 지표가 됩니다.