재료공학기초실험 | 냉매에 따른 시편의 결정크기 및 경도비교

 

 

 

실험 배경

Fe-C 시편(0.4wt%C)을 900℃에서 한 시간정도 열처리하면 오스테나이트 철로 변태하고 냉각속도에 따라 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 등으로 변태를 함. 생성되는 조직에 따라 결정립의 크기와 경도 값이 달라짐. 조직의 변화를 관찰하기 위해 2개의 시편을 준비해 시편 A는 열처리하지 않고 폴리싱만 진행했고, 시편 B는 열처리 및 퀜칭 후 폴리싱하여 광학현미경으로 조직을 관찰했다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) Fe-C 시편(0.4wt%C)을 조원 당 한 개씩 준비하고, 표면 부분은 열간 압연 공정에서 산화와 탈탄반응이 수반되어 표준 조식을 관찰할 수 없으므로 폴리싱을 준비한다.

 

2)  Polishing machine을 작동시켜 500RPM정도에 시료를 가볍게 누르면서 연마 실시. 이때 열의 영향을 받아 조직이 파괴되거나 변형되지 않도록 Send paper 위에 물을 뿌리면서 연마하고, 연마지가 손상되지 않도록 모서리도 연마해 각을 제거한다.

 

3)  200mesh부터 1000mesh까지 연마를 진행한다. 연마 시 주의할 점은 시편의 연마면에 경사가 생기지 않도록 해야 하고, mesh를 증가시킬 때마다 이전 연마자국을 지워야 한다.

 

4)  Send paper로 연마가 끝나면 연마천에 연마액(Al₂O₃)을 뿌리면서 시편을 버핑연마한다. 이때 최종연마지의 연마방향과 직각으로 하여 시편의 연마자국이 완전히 지워지고 경면이 나타날 때까지 한다.

 

5)  시편 A는 4번까지 진행 후 로크웰 경도기를 이용하여 B스케일의 경도 값을 측정한다. 이때 보다 정밀한 값을 위해 3지점의 경도 값을 측정한다.

 

6)  열처리가 끝나면 준비한 경유에 바로 투입하여 냉각시킨다. 화재의 위험이 있으므로 소화기를 준비한다.

 

7)  냉각이 완료된 시편 B를 다시 연마 후 시편 A와 같은 방법으로 3지점의 경도를 측정해 평균값을 내준다.

 

8)  연마를 완료하고 경도를 측정한 시편 A와 B를 메탄올 98% 용액에 약 18초정도 담가 에칭한다. 에칭액에서 빼자마자 흐르는 물에 씻어 더 이상 부식이 진행되지 않도록 한다.

 

9)  시편 A와 B의 물기를 에어건으로 건조해준다.

 

10)  에칭이 완료된 시편들을 광학현미경을 통하여 조직을 관찰한다. 20배율부터 시작해 40배율, 60배율로 관찰하고 사진을 촬영한다.

 

11)  조직을 관찰할 때 시편에서 결정립이 잘 나온 위치를 찾아가면서 배율 당 2장에서 3장정도 사진을 찍는 것이 좋다.

 

2. 시편 에칭과정

 

 

 

[재료공학기초실험]냉매에 따른 시편의 결정크기 및 경도비교 레포트