아주대 재료공학실험1 금속재료의 기계적 성질 보고서

문서 내 토픽

1. 인장 시험

인장 시험은 인장력에 대해 얼마나 견딜 수 있는지를 판단하는 시험으로, 도그본 형태의 Al2024 샘플을 시험하였고 얻은 실험 데이터로 공칭응력-변형률 그래프와 진응력-변형률 그래프를 나타내었다. 처음 인장력을 가하면 탄성 변형을 일으키다가 항복점을 넘은 후 소성변형이 일어나는 것을 기울기를 통해 관찰할 수 있었다. 공칭응력-변형률 그래프에서는 최대인장강도 후 파단 전까지 값이 감소하는 네킹을 관찰할 수 있었으나 진응력-변형률 그래프에서는 감소 없이 계속 증가하는 모습을 볼 수 있다. 이는 실제로 재료가 소성변형 구간 동안 변형 강화가 발생하여 단면적 당 버티는 강도가 커지기 때문이다. 공칭응력의 경우 인장에 의한 단면적의 수축을 고려하지 않는다. 그래서 최대인장강도도 진응력-변형률 그래프에서 더 큰 값을 가진다.
2. 굽힘 시험

굽힘 시험은 샘플이 굽힘에 대해 얼마나 견디는지를 측정하는 시험으로, 샘플로 주조로 만든 Al2024를 사용하였다. 3점 굽힘 시험을 시행하였으며 이는 4점 굽힘보다 응력이 하중이 가해지는 중앙부 하단의 좁은 지점에 집중되어 Al2024에 적합하기 때문이다. 시험을 통해 얻은 데이터 값을 stress와 strain으로 변환하여 응력-변형률 그래프를 그렸다. 여기서 압입 구간을 관찰할 수 있으며 파단 또한 볼 수 있다. 압입 구간 후 기울기가 일정한 부분은 상부에 가해지는 압축 응력과 하부에 가해지는 인장 응력 사이 평형이 이루어졌음을 의미하며 변하는 부분은 평형이 깨짐을 의미한다.
3. 충격 시험

충격 시험은 샤르피 충격시험으로 재료에 강한 충격을 가해 받은 충격량을 측정하며, 샘플은 S45C였다. 온도에 따른 연성-취성 전이를 관찰하기 위해 저온(-5℃), 상온(25℃), 고온(100℃)의 샘플에 충격을 가했다. 시험 결과 고온은 30.6J, 상온은 16.33J, 저온은 9.59J로 고온>상온>저온 순으로 더 많은 충격을 흡수한다. 이는 샘플이 온도가 낮을 때는 취성 파괴를 보이다가 온도가 높아질수록 연성 파괴를 보임을 의미한다.
4. 경도 시험

경도 시험은 재료의 하중에 대한 변형 정도를 나타내는 경도를 얻기 위한 실험으로, Steel ball을 이용한 100kg 하중의 로크웰 경도 시험과 비커스 경도 시험을 진행하였다. S45C는 로크웰 경도 시험에서 33.67HRB, 비커스 경도 시험에서 254.48HV 값을 가졌다. Al2024의 경우 로크웰 경도 시험에서 49.67HRB, 비커스 경도 시험에서 68.18HV 값을 가졌다. 로크웰 경도기와 비커스 경도기 사이 측정된 경도값의 차이가 매우 컸으며 그러므로 환산된 인장 강도 값 또한 큰 차이를 보였다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 인장 시험

인장 시험은 재료의 기계적 성질을 평가하는 가장 기본적이고 중요한 실험 방법 중 하나입니다. 이 시험을 통해 재료의 인장 강도, 항복 강도, 연신율 등의 정보를 얻을 수 있으며, 이는 재료의 설계 및 적용에 있어 매우 중요한 데이터가 됩니다. 인장 시험은 단순한 실험 방법이지만 재료의 미세 구조와 결함 등에 따라 결과가 크게 달라질 수 있기 때문에, 시험 조건과 절차를 엄격히 관리하여 신뢰할 수 있는 데이터를 얻는 것이 중요합니다. 또한 인장 시험 결과는 재료의 강도 설계, 품질 관리, 신뢰성 평가 등 다양한 분야에서 활용되므로 이 실험의 중요성은 매우 크다고 할 수 있습니다.
2. 굽힘 시험

굽힘 시험은 재료의 강도와 연성을 평가하는 중요한 실험 방법입니다. 이 시험을 통해 재료의 굽힘 강도, 굽힘 탄성률, 최대 굽힘 변형률 등의 정보를 얻을 수 있으며, 이는 재료의 설계 및 적용에 있어 매우 중요한 데이터가 됩니다. 특히 구조물이나 기계 부품과 같이 굽힘 응력이 작용하는 경우에 굽힘 시험 결과는 필수적입니다. 또한 재료의 취성 정도를 평가하는 데에도 굽힘 시험이 활용됩니다. 굽힘 시험은 인장 시험에 비해 상대적으로 간단한 실험 방법이지만, 시험 조건과 절차를 엄격히 관리하여 신뢰할 수 있는 데이터를 얻는 것이 중요합니다. 이를 통해 재료의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
3. 충격 시험

충격 시험은 재료의 충격 흡수 능력과 파괴 거동을 평가하는 중요한 실험 방법입니다. 이 시험을 통해 재료의 충격 강도, 충격 인성, 파괴 양상 등의 정보를 얻을 수 있으며, 이는 재료의 안전성 및 신뢰성 평가에 매우 중요한 데이터가 됩니다. 특히 자동차, 항공, 국방 등의 분야에서 충격 시험 결과는 필수적입니다. 충격 시험은 재료의 미세 구조와 결함 등에 따라 결과가 크게 달라질 수 있기 때문에, 시험 조건과 절차를 엄격히 관리하여 신뢰할 수 있는 데이터를 얻는 것이 중요합니다. 또한 충격 시험 결과는 재료의 설계, 품질 관리, 안전성 평가 등 다양한 분야에서 활용되므로 이 실험의 중요성은 매우 크다고 할 수 있습니다.
4. 경도 시험

경도 시험은 재료의 표면 경도를 측정하는 실험 방법으로, 재료의 강도, 내마모성, 내부식성 등을 간접적으로 평가할 수 있습니다. 이 시험을 통해 얻은 경도 값은 재료의 열처리 상태, 미세 구조, 표면 처리 등을 파악하는 데 활용될 수 있으며, 이는 재료의 설계 및 적용에 있어 중요한 정보가 됩니다. 경도 시험은 비파괴 시험 방법이므로 시편 준비가 간단하고 신속하게 측정할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 경도 시험 결과는 재료의 강도 예측, 품질 관리, 내구성 평가 등 다양한 분야에서 활용되므로 이 실험의 중요성은 매우 크다고 할 수 있습니다. 다만 경도 시험 결과는 측정 위치, 표면 상태, 시험 방법 등에 따라 달라질 수 있으므로 이를 고려하여 신뢰할 수 있는 데이터를 얻는 것이 중요합니다.

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