금속의 기계적 성밀 및 특성 평가 실험 레포트

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2018.01.27
최종 저작일
2018.01
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목차

1. 실험개요 및 목적
2. 배경 이론
3. 실험 계획
4. 실험 필요장비
5. 실험방법 및 분석
6. 결과 레포트
7. 참고문헌

본문내용

재료의 특성은 그 재료의 구조에 기인한다.
따라서 재료가 나타내는 특성의 근원을 이해하고 이를 변화시키기 위해서는 재료의 미세조직 및 구조를 관찰하고 분석할 필요가 있다. 특히 금속의 기계적 특성은 결정립이나 상(phase)의 크기 및 이들의 부피분율에 의하여 결정되는 경우가 많다. 예를 들어 금속의 강도는 결정립이나 상의 크기에 의존하며 이를 Hall-Petch 식으로 예측할 수 있다. 또한 금속이 나타내는 전자기적 특성, 기계적 특성 및 물리적 특성은 그 재료를 구성하고 있는 상의 부피분율에 따라 변화하며, 이 경향성을 혼합법칙(mixture rule)으로 예측할 수 있다. 본 실험에서는 1) 금속의 미세구조를 관찰하고, 이 중 결정립의 크기 및 부피분율을 측정한다. 2) 서로 다른 합금을 이용하여 인장시험을 실시한 후, 이 결과로부터 얻을 수 있는 다양한 기계적 특성에 대하여 논의한다. 3) 마지막으로 결정립 크기의 변화에 따른 재료의 경도를 측정함으로써 이들 사이에 Hall-Petch 관계가 이루어짐을 실험적으로 증명한다.

<중 략>

a. 균질화처리 (homogenizing)
합금의 경우 모재 (matrix)내에 solute가 침입/치환형으로 고용되게 되고, 고용으로 인한 strain field의 형성으로 인해 전위의 이동을 방해한다. 하지만 실제 주조를 하게 되면 solute들이 균일하게 고용되지 못하고, inclusion이나 석출물의 형태로 미세조직 내에 존재하게 된다. 이러한 inclusion이나 석출물은 재료특성에 부정적인 영향을 주기 때문에 이를 풀어주고 모재내에 고용시켜야 한다. 이러한 열처리를 균질화처리 (homogenizing)이라 하고, 주로 주조 후에 진행한다.

b. 소둔 (annealing)
금속을 가공하게 되면, 금속 재료의 주된 메커니즘인 전위의 밀도가 매우 커져 금속의 가공경화를 일으켜, 재료가 강해지는 반면 연성은 줄어 취성의 특성을 지니게 된다. 따라서 금속을 제품화하고 사용하기 위해서는 일련의 열처리를 통해 강도의 희생을 수반하더라도 전위를 회복시키고 연성을 얻어야한다.

참고 자료

W.D. Callister, Jr., “”Fundamentals of Materials Science and Engineering“”, Johm Wiley & Sons, New York, 2001.
“Metals Handbook 8thEdition : Atlas of Microstructure of Industrial Alloys”, American Society for Metals, 1972

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