금속재료의 인장강도 시험 실험 보고서

본 내용은 " 금속재료의 인장강도 시험 REPORT " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.04.10

문서 내 토픽

• 1. 인장시험

  인장시험은 공업용 재료의 기계적 성질을 측정하는 기본 시험으로, 일정한 속도로 반대방향으로 잡아당기는 힘에 대한 물질의 저항성을 측정한다. 재료강도에 관한 설계 정보를 얻기 위해 사용되며, 재료의 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면 수축율 등의 기계적 특성과 탄성한계, 비례한계, 탄성계수의 물리적 특성을 구하는 것을 목적으로 한다. KS B 0801 표준을 따르며 UH-300KNI 실험기기를 사용하여 진행된다.

• 2. 응력-변형률 선도

  재료의 시편에 가한 하중과 변형을 측정하여 얻은 그래프로, 탄성구간(OAB), 소성구간(BCD), 상항복점(C), 하항복점(D), 극한점(E), 병목현상, 파단점(F) 등을 포함한다. 탄성구간에서는 후크의 법칙이 성립하고 하중 제거 시 원래 모습으로 돌아오는 탄성회복이 일어난다. 소성구간에서는 영구적 변형이 발생한다.

• 3. 강(Steel)과 스테인리스강

  강은 탄소강을 의미하며 탄소 함유량이 0.04~1.7%이다. 탄소 함유량에 따라 그연강, 연강, 반연강, 반경강, 경강, 최경강으로 분류된다. 스테인리스강은 최소 10.5~11%의 크롬이 들어간 강철 합금으로, 크롬 산화물이 표면의 부식을 예방하여 일반 강철보다 녹과 부식이 적다. 칼붙이, 시계 케이스, 밴드 등에 주로 사용된다.

• 4. 인장시험 결과 분석

  실험 결과 탄성계수는 2923MPa, 항복강도는 575.9MPa, 인장강도는 722.8MPa, 0.02 offset법을 이용한 내력은 598.5MPa, 파단강도는 452.2MPa, 파단연신율은 70.06%로 나타났다. 연성재료의 특성상 파괴 전 큰 변형이 발생하였으며, 파단면에서는 중앙부는 취성파괴, 주변부는 소성변형 중 파괴가 되어 연성파괴를 보였다.

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• 1. 인장시험

  인장시험은 재료의 기계적 성질을 평가하는 가장 기본적이고 중요한 시험 방법입니다. 이 시험을 통해 재료가 인장력에 어떻게 반응하는지 정량적으로 측정할 수 있으며, 항복강도, 인장강도, 연신율 등 핵심 물성값을 얻을 수 있습니다. 산업 현장에서 재료 선택, 품질 관리, 제품 설계 등 다양한 분야에서 필수적으로 활용되고 있습니다. 표준화된 시험 방법으로 재현성이 높고, 상대적으로 간단한 장비로 수행할 수 있다는 장점이 있어 재료공학에서 가장 널리 사용되는 시험입니다.

• 2. 응력-변형률 선도

  응력-변형률 선도는 인장시험 데이터를 시각화한 그래프로, 재료의 기계적 거동을 한눈에 파악할 수 있는 매우 유용한 도구입니다. 이 선도를 통해 탄성 영역, 항복점, 소성 영역, 파단점 등 재료의 특성을 명확히 구분할 수 있습니다. 선도의 기울기, 형태, 최대값 등으로부터 재료의 강성, 강도, 연성 등을 직관적으로 이해할 수 있어 재료 선택 및 설계 의사결정에 매우 중요한 역할을 합니다. 다양한 재료의 선도를 비교함으로써 재료 간의 성능 차이를 효과적으로 평가할 수 있습니다.

• 3. 강(Steel)과 스테인리스강

  강과 스테인리스강은 모두 철을 기본으로 하는 합금이지만, 크롬 함유 여부에 따라 성질이 크게 다릅니다. 일반 강은 우수한 강도와 가공성으로 건설, 자동차, 기계 등 광범위하게 사용되지만 부식에 취약합니다. 반면 스테인리스강은 크롬 함유로 뛰어난 내식성을 가져 화학, 식품, 의료 등 부식 환경에서 필수적입니다. 각각의 장단점을 고려하여 용도에 맞게 선택해야 하며, 비용, 강도, 내식성, 가공성 등 여러 요소를 종합적으로 평가하는 것이 중요합니다.

• 4. 인장시험 결과 분석

  인장시험 결과 분석은 얻어진 데이터로부터 재료의 실제 성능을 평가하는 핵심 단계입니다. 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면수축율 등 주요 지표들을 정확히 산출하고 해석해야 합니다. 시험 조건, 시편 상태, 측정 오차 등을 고려하여 결과의 신뢰성을 검증하는 것이 필수적입니다. 또한 응력-변형률 선도의 형태 분석을 통해 재료의 취성 또는 연성 특성을 파악하고, 표준값과의 비교를 통해 재료의 품질을 판정합니다. 이러한 분석 결과는 재료 선택, 공정 개선, 제품 신뢰성 확보 등에 직접적으로 활용됩니다.