저탄소강의 항복점 현상과 변형시효

소개

1. 실험목적

탄소강(S20C)의 인장시험을 통하여 인장시험의 원리를 이해하고, 불순물 원자(탄소나 질소)에 의한 항복점 현상과 변형시효를 관찰하고 분석한다.

목차

1. 실험목적
2. 이론적배경
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 고찰
6. 결론

본문내용

② 시편의 파괴단면
본 실험의 인장파괴 시 그 파단면은 연성파괴 중 Cup & con fracture형을 보였다. Cup & con fracture은 연성파괴의 특성을 가장 잘 보여주는 단면이다. Cup and con fracture의 형성 과정을 살펴보면, a. 인장변형 시 시편에 neck이 형성되면 neck 부위에 3축 응력장이 형성된다.
b. 3축 응력 상태 하에서, neck 내부에 작은 미세 cavity 들이 형성된다.
c. 미세 cavity들이 성장하다가, 일부 cavity와 서로 합쳐지면 미소균열로 발전한다.
d. 다른 cavity와 계속적인 합체 과정을 거치면서, 계 속 성장한다. 그리고 시편 단면적에서 균열이 전파하지 않고 남아있는 부분이 적어져, <그림6. Cup & con fracture>
그 부위가 외부 하중을 지탱하지 못하고, 전단응력이 가장 높게 걸리는 45° 방향으로 전단파괴를 일으킨다.(Shear lip 형성)
f. 이 같은 과정을 통하여 Cup & con fracture 모양의 두 부분으로 파괴가 발생한다.

③변형율 속도
변형율속도를 다르게 하는 것에 대해서 생각을 해 보았다. 실험을 관찰 할 때 나는 하중을 제거 했을 때의 시편의 변형율 속도가 빠르게 느껴졌다. 하지만 이론적으로는 변형율 속도는 같앗다. 실제로 변형율 속도에 따라서 강도가 달라진다. 변형율 속도 에 따른 인장 실헝을 실시하게 되면 빠른 속도로 인장실험을 실시한 경우가 느린 속도로 인장실험을 실시한 경우에 비해 높은 인장강도와 높은 항복강도 및 높은 파괴강도를 나타난다. 또한 파단신율의 경우과 균일변형률에서도 빠른 속도로 인장실험을 실시한 경우가 느린 경우에 비하여 더 크게 나타난다. 변형률속도가 빨라짐에 따라 위에서 언급했듯이 전위가 확산해 나간 시간적여유가 없기 때문에 좀 더 높은 강도가 나타나는 것 같다.

참고자료

· - ‘재료강도학’, 문운당, 이동영, 2004
· - ‘재료 과학과 공학’ 사이텍미디어 William D.Callister
· - ‘금속강도학 제3판’, 희중당, G. E. Dieter, 1997