1. 탄소 함량에 따라 금속조직과 기계적 성질 관찰한다.
2. 탄소 함량, 열처리 등이 금속조직에 미치는 영향을 관찰한다.
기계재료의 기계적인 성질인 금속 조직은 합금의 종류와 제조공정에 따라서 결정된다. 이에 우리는 합금의 종류와 제조공정을 살펴보고 마지막 결과적으로 금속 조직을 관찰하며 토의해 볼 것이다. 본 실험에서의 이론은 크게 사용하는 재료의 금속조직과 열처리에 관한 이론, 경도측정에 관한 이론을 사용하였다고 볼 수 있다.
실험 방법
1. Cutting 작업
1) 두 개의 시편 SM20C(노랑) , SM45C(빨강)를 준비한다.
2) Cutting Machine을 이용하여 시편을 절단하여 SM20C(노랑색 - 0.20%의 C함 유), SM45C(빨강색 - 0.45%의 C함유) 각 두 개씩 총 4개의 시편을 절단한다.
3) 시편의 길이는 2㎝ 미만으로 한다.
4) 절단기를 사용할 때 마찰열에 의한 변형이 생길 수 있으니 냉각수가 먼저 잘 나 오는지 확인한 다음 실험을 진행한다.
2. 열처리 작업
1) 전기로를 이용하여 열처리 작업을 한다.
2) SM45C는 급냉처리(900℃에서 1시간 가열), SM20C는 노냉처리
3. 마운팅(Mounting) 작업
1) 작은 물체를 잡기 편하도록 물체를 몰드 안에 넣어준다.
2) 재질이 다른 2개의 시편을 마운팅 머신을 통해 하나의 몰드로 구성한다.
3) 마운팅 프레스에 시편을 올려 놓는다.
4) 다운버튼을 눌러 들어가면 레진가루를 넣어 준다.
5) 뚜껑을 닫고 다 닫은 다음 부피팽창을 대비하여 2바퀴 반 정도 헐겁게 해준다.
4. 폴리싱(Polishing) 작업
1) 물체의 표면을 연 마하여 매끈하게 만들어 준다.
2) 폴리싱 머신(200rpm정도)을 이용하여 기계 연마 작업을 한다. 사포는 #200 #400 #800 #1000 단위의 순서로 점점 고운 입자의 사포를 이용하여 연마 작 업을 한다.
3) 폴리싱 작업 도중 열이 발생하면 시편에 열처리가 되기 때문에 냉각수를 잘 뿌려 주어야 한다.
4) 공업용 다이아몬드를 연마제로 하여 현미경 관측이 용이하게 광이 나도록 연마하 며 마무리한다.
5. 조직 검사 및 경도 측정
1) Mounting과 Polishing작업이 모두 끝난 시편을 부식액 넣어 금속 막을 제거 한 후 증류수로 씻어내어 관찰한다.
2) 부식은 20초 이하여야만 한다.
3) 부식액은 에탄올 : 질산 = 9 : 1 로 만들었다.
4) 부식액에 손이 닿지 않도록 큰 주의를 기울인다.
5) 현미경과 경도기이다.
6) 현미경을 이용하여 조직검사를 한다.
7) 500배율을 이용하여 각각의 시편들의 조직을 검사한다.
8) 경도기를 이용하여 경도를 측정한다.
9) 경도를 측정하기 전에 준비되어있는 시범용 시편으로 경도계가 오차 내에서 제대로 작동하는지 확인해야만 하고, 경도기의 손잡이를 돌릴 때 몸을 같이 돌리지 않으면 하중이 변화가 생겨서 오차가 발생하게 되니 주의한다.
10) 주변의 진동 때문에 현미경 관측이나 금속의 표면이나 경도가 제대로 측정되지 않을 수 있으니 주의한다.
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