금속재료공학실험 | 구리합금 시편 미세조직 관찰

 

 

 

TIP

 

 

1. 재료의 특성을 잘 이해하기 위해서는 재료를 구성하고 있는 구성요소, 특히 재료를 이루고 있는 조직에 대하여 알아야 한다. 
2. 전이금속 중 대표적인 재료인 구리(Cu)를 가지고 미세조직 관찰, 가공경화, 열처리(소둔), 경도 측정을 직접 실험해봄으로써 재료들의 조직과 성질을 이해한다. 

 

 

 

구리(Copper)

주기율표 11족 4주기의 구리족 원소에 속하는 전이금속으로 원소기호는 Cu, 원자량 63.546g/㏖, 녹는점 1084.62℃, 끓는점 2562℃, 밀도 8.94 g/㎤ 이다. 붉은 색의 광택이 나는 금속으로 비교적 무르고 전성과 연성이 풍부해 가공하기 쉬우며, 은(銀) 다음으로 열과 전기의 전도율이 높아 실생활에 널리 쓰인다.

 

우리나라에서는 경기 포천, 충북 괴산, 충남 당진 등 여러 지역에 걸쳐서 생산이 가능한 광물이다. 10원짜리 동전과 전선에도 함유되어있는 구리는 다른 금속들과 합금이 용이해서 산업 전반에 걸쳐서 널리 쓰인다. 또, 독특한 색을 가지고 있어서 장식품, 건축재로도 많이 쓰인다. 구리의 단점을 보완하기 위해 다른 금속들을 섞어서 사용하는데 구리 합금으로는 황동과 청동이 있다.

728x90

 

 

실험 방법(요약)

1. 시편 준비

시편 준비의 첫 단계로 검사 목적에 따라 재료의 알맞은 부분을 채취하여야 하며, 채취한 시편이 재료의 전체를 대표할 수 있어야 한다. 시편이 절단 중 가열되면 조직의 변태가 일어나는 경우가 있으므로 아주 조심하여야 한다.

 

2. 마운팅

조직 관찰을 위해서는 시료의 연마가 잘되어야 하는데 시료를 잘 연마하기 위해서는 시료가 손에 잘 잡히도록 하여야 한다. 즉 시료를 잘 고정시켜야 한다. 시료의 고정 방법은 다양한데 기계적으로 고정(나사 등으로)시키는 방법과 마운팅 이 두 가지로 나뉜다.

 

 

3. 연마 및 랩핑

이론 시험편의 관찰면은 먼저 평면 연삭기로 조연마를 한 후(이때 반대면도 관찰면과 평행하게 가공하면 현미경 관찰이 용이하다) 연마지로 연마 작업을 한다. 단, Abrasive wheel로 절단한 시편은 절단면의 상태가 좋으므로 그대로 연마지 공정으로 들어가도 좋다. 

 

4. 연삭

이론 시편을 연삭하는 이유는 크게 두 가지고 나누어 첫째, 이전 준비과정 중 변형이 일어난 층을 갈아내고 둘째, 흠이 없는 거울 같이 깨끗한 면을 만드는 것이다. 첫째 목적으로 하는 것이 예비연삭(pre-polishing)이며, 둘째 목적으로 하는 것이 마무리 연삭이다.

 

5. 부식

부식이란 단어를 한 마디로 표현하자면 “금속의 표면을 화학적 방법 혹은 전기분해적 방법으로 차별침식을 시켜 세밀한 금속조직을 나타내는 것”이라고 할 수 있다.

 

6. 경도측정

굳기는 재료의 변형에 대한 저항의 크기, 즉 재료의 가공성이나 내마모성 등에 영향을 미친다. 일반적으로 재료의 굳기를 측정하는 데는 록웰 경도시험기, 브리넬 경도기, 비커스 경도기, 쇼마 경도기 등이 사용된다. 이들 경도기는 각각의 척도로 사용 재료의 굳기를 표시한다.

 

 

 

 

[금속재료공학실험]구리합금 시편 미세조직 관찰 레포트