반응형 재료공학기초실험 | 여러가지 금속 시편들에 대한 경도 TIP 여러 금속 시편들의 경도를 측정하는 실험을 통해 가지는 금속의 특징과 경도 측정 장비의 사용법을 익힌다. 로크웰 경도 1. 로크웰 경도시험의 측정원리 로크웰 경도는 압자를 하나 택해, 우선 기준하중으로 가압하고 이어서 시험하중을 가하면 시험편은 압입자의 모양으로 변형을 일으키게 되는데 이때의 변형은 탄성변형과 소성변형이 동시에 일어난 상태이다. 이 상태에서 시험하중만을 제거하면 처음의 기준하중만 받는 상태로 되어 탄성변형은 회복되고 소성변형만 남게 된다. 이 때 압입 깊이를 처음 기준하중만 가했을 때의 깊이를 기준으로 측정하면 그 깊이는 시험편의 경도에 대응하는 양을 나타낸다. 즉 기준하중과 시험하중으로 인하여 생긴 압입자국의 깊이의 차로서 경도를 결정한다. 시험편이 단단하면 측정 깊이는 얕고 연.. Engineering/재료 공학 2023. 12. 20. 신소재공학실험 | 금속의 열처리(탄소강의 열처리) TIP 탄소함량(SM20C, SM45C)과 각각의 냉각방법에 따른 미세조직의 모양과 경도를 측정하여 비교해본다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) SM20C, SM45C 시편을 각각 1～1.5㎝ 간격으로 3개씩 준비한다. 절단할 때 시편에 열의 영향이 없도록 절단한다. 2) 5℃/min으로 850℃까지 올려준다. 이 때 850℃까지 올려주는 것은 탄소강이 오스테나이트를 형성하도록 하기 위함이다. 온도를 850℃로 두 시간을 유지한 후 각각 수냉, 공냉, 노냉으로 냉각시켜준다. 이 때 수냉과 공냉에 비해 노냉은 식히는데 오랜 시간이 걸린다. 3) 냉각 후 mounting을 하기 전에 거칠게 잘린 시편의 한쪽 면을 사포로 평평하게 만들어준다. 4) mounting mounting에는 hot mounting과 .. Engineering/신소재 공학 2022. 12. 11. 재료공학실험 | 탄소강 열처리와 로크웰, 비커스 경도 측정 TIP 탄소강 열처리 후 노냉, 수냉, 유냉, 열처리×(하지 않음) 4개에 시편으로 재료의조직상을 관찰 하고 냉각 과정에 따른 경도 값을 측정 후 이론적 자료를 바탕으로 경도 값이 다르게 나오는 이유를 이해한다. 경도시험 (Hardness Testing) 경도는 변형에 대한 저항을 의미하는데 금속의 경우에 이 특성은 영구 또는 소성변형에 대한 저항을 측정하는 것이다. 사용되는 시험의 종류에는 정적 압입시험(indentation test)은 정적하중이 볼(ball), 원추, 피라미드, 쐐기 등과 같은 압입체에 작용한다. 하중을 각종 시험기 또는 하중자치를 통하여 작용케 할 수 있으나, 특수 시험기인 경도시험기가 사용된다. 경도시험에는 압입체가 만든 면적, 표면적, 깊이 혹은 체적등이 측정되고 또한 지시된 .. Engineering/재료 공학 2022. 12. 10. 신소재설계입문 | 탄소강의 조직 시편 TIP 금속(탄소강) 시편을 채취하여 관찰면을 균일하게 연마하고 미세한 조직을 관찰함으 써 그 곳에 나타나는 상, 결정립의 형상 및 분포상태, 크기 또는 결함 등을 측정하여 조직과 기계적 성질의 관계를 연구한다. 탄소강의 성질 1. 탄소강의 물리적 성질 : 탄소강의 물리적 성질은 탄소 함유량, 열처리, 기계 가공 의 차이 등에 따라 상당히 변화한다. 2. 탄소강의 기계적 성질 : 세로 탄성 계수, 가로 탄성 계수, 푸아송 비는 어느 것이 탄소 함유량에는 거의 관계없이 일정하지만, 일반적으로 기계적 성질은 탄소 함유량, 열처리, 가공 등의 영향을 받아 광범위 하게 변화한다. 금속현미경 금속·합금·세라믹 등과 같이 불투명한 물질의 구조를 관찰하기 위한 현미경, 반사형 현미경 이라고도 한다. 식물·동물의 세포.. Engineering/신소재 공학 2022. 12. 10. 신소재공학실험 | 탄소강의 열처리 TIP 탄소 함유량이 다른 두 금속을 열처리 과정을 거치고 3가지 방법(노냉, 공냉, 수냉)으로 냉각시킨 후, 냉각 과정을 통한 조직의 변화를 관찰하고 경도에 미치는 영향을 알아본다. 열처리 냉각방법 1. 노냉 : 강을 열처리한 후, 노 내에서 비교적 늦은 속도로 냉각 시키는 것 2. 공냉 : 강을 고온에서 가열하여 오스테나이트화 시킨 후 공기 중에서 냉각 시키는 것 3. 수냉 : 열처리한 탄소강을 노에서 빼내어 물에 집어넣어 냉각 시키는 것 실험 방법 1. 시편 준비 실험을 위해 봉상의 SM20C와 SM45C를 쇠톱을 이용하여 약 1.0cm 정도의 시편으로 3개씩 자른다. 이때, 쇠톱과 강의 마찰로 인해 잘려진 시편이 뜨거울 수 있으니 주의한다. 시편 관찰의 용이함을 위해 톱으로 잘라 생긴 거친 면 중.. Engineering/신소재 공학 2022. 12. 6. 재료공학실험 | 탄소강의 열처리 TIP 철강 재료는 열처리에 따라 미세조직이 변화하며 이에 따라 기계적 성질이 크게 변화하는데 탄소강의 열처리 조건에 따른 미세조직을 분석 후 각각의 조직에 따른 기계적 성질을 경도기를 이용해 측정(재료의 물성을 알아본다)한다. 열처리 가열 ·냉각 등의 조작을 적당한 속도로 하여 그 재료의 특성을 개량하는 조작으로 온도에 의해서 존재하는 상의 종류나 배합이 변하는 재료에 쓰인다. 고온에서 급랭하여 보통이면 일어날 변화를 일부 또는 전부 저지하여 필요한 특성을 내는 담금질, 한 번 담금질한 후 비교적 저온에서 가열하여 담금질로써 저지한 변화를 약간 진행시켜 꼭 알맞은 특성을 가지게 만드는 뜨임, 가열하여 천천히 식힘으로써 금속재료의 뒤틀림을 바로잡거나 상의 변화를 충분히 끝나게 하여 안정상태로 만드는 풀림.. Engineering/재료 공학 2022. 12. 6. 재료공학기초실험 | 탄소강의 미세 조직 관찰 TIP 미지의 탄소 함유량을 포함하고 있는 서로 다른 두 탄소강의 강도 및 미세조직을 관찰하여 탄소의 함유량에 따라 강도가 어떻게 변하는지 알아본다. 본 실험은 탄소강의 경도 및 미세조직관찰을 통하여 탄소의 함유량에 따라 그 강도가 얼마나 단단해지는지 확인하는 것으로부터 시작되었다. Rockwell 경도기와 Micro-Vickers 경도기를 통하여 어떻게 단단해지는지 알아보고 미세조직관찰을 통하여 탄소강의 검은 부분, 흰 부분이 무엇을 뜻하는지 알아내어 금속재료의 지식을 쌓는 것이 실험을 하게된 이유이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 미지의 두 탄소강시편을 준비한다. 2) 두 탄소강을 적당한 크기로 자른후 자른 부분을 평평하게 하기위해 sanding을 한다. 3) 두 탄소강을 Rockwell Hard.. Engineering/재료 공학 2022. 10. 27. 신소재공학실험 | 탄소강의 열처리에 따른 미세조직 및 경도 비교 TIP 열처리를 이해한 후 다른 열처리에 따라 같은 조성을 갖는 탄소강이 변화하는 미세구조와 경도 차이를 이해하는 것. 열처리 열처리란 재료에 가열과 냉각의 조작을 통하여 우리가 원하는 성질로 변화시키는 것을 말하며 동일 재료라도 열처리에 따라 그 적응성은 광범위하게 변화 할 수 있다. 열처리를 통하여 모든 산업기계, 구조물 , 모든 소성가공, 형상물 등에 적용하여 그 성질이 적합하도록 변화시킬수 있게 된다. 이와 같이 열처리는 모든 금속을 취급하는데 없어서는 안 될 중요한 기초 기술이다. 열처리의 목적으로는 1) 경도나 항장력을 확대시킨다. 2) 조직의 연화 및 기계 가공에 적합한재료로 만든다. 3) 조직을 미세화하여 방향성을 작게 하고 편석이 작고 균일한 상태로 한다. 4) 중간 풀림 열처리를 통하여.. Engineering/신소재 공학 2022. 8. 31. 재료공학실험 | Al(알루미늄), S45C(탄소강), SS41(연강) 인장시험 TIP 재료의 기계적 성질을 평가하기 위하여 사용되는 시험 중에서 가장 다양하고 많은 정보를 얻을 수 있는 시험방법이 인장시험이다. 이 실험을 통하여 재료의 항복점, 인장강도, 연신율, 단면수축율 및 하중 등의 기계적 성질을 평가하여 이해하는 목적이 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 인장시험기의 변위를 =0 으로 지정한다. 2) 시편을 준비하고 버니어 캘리퍼를 이용하여 세군데 thickness 와 width 측정한다. Al S45C SS41 width -20.17 width -20.02 width - 19.95 thickness - 6.70 thickness - 6.06 thickness - 6.80 3) 시편을 시험기에 고정. 4) 컴퓨터에 측정값을 입력 후 시험시작. [재료공학실험]Al(알루미늄.. Engineering/재료 공학 2022. 5. 22. 신소재기초실험 | 광학현미경에 의한 금속의 조직 관찰 TIP 1. 금속의 기계적 성질이나 특성에 영향을 주는 금속조직상의 인자로는 변태조직이외에 결정입도, 형태 및 결정들의 분포상태, 편석 등을 들 수 있다. 따라서 금속 시편을 채취하여 관찰면을 균일하게 연마하고 미세한 조직을 관찰함으로써 그 제조공정이나 열처리 과정을 알 수 있으며 기계적 성질을 예측할 수 있다. 2. 시편의 미세구조를 관찰하기 위한 시편의 Mounting, Polishing, Etching 등의 과정을 익힌다. 또한 금속의 내부조직을 연구하는 데에 가장 많이 쓰이는 현미경으로 금속입자의 크기, 모양, 배열등의 미세구조 관찰을 통해 탄소의 함량에 따른 미세구조의 변화를 습득한다. 탄소강 철과 탄소의 합금으로 0.05∼2.1%의 탄소를 함유한 강을 말한다. 용도에 따라 적당한 탄소량의 것을.. Engineering/신소재 공학 2021. 9. 15. 신소재공학실험 | 탄소강의 조직 관찰 및 경도 측정 - 광학현미경 관측 TIP 탄소 함량과 열처리에 따른 조직변화 및 경도변화 관측. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 강의 탄소농도와 열처리 방법에 따른 미세조직과 경도변화를 알아보기 위하여 탄소함량이 각기 다른 3개의 시편을 준비한다. 2) 시편의 거친 부분을 사포를 이용하여 grinding하고 열처리 온도까지 가열 시킨 후(약 2시간) 각각 노냉, 공냉, 수냉 시킨다. (이때 열처리 온도(최소 austenite화 온도 +약 50)는 SM20C의 경우 약 890 , SM45C의 경우 약 830이다) 3) 관측할 표면을 수평이 되도록 사포를 이용하여 grinding한 후 mounting을 한다. 본 실험에서 mounting resin 응고시간은 약 2일 4) Mounting된 시편을 사포를 사용하여 연마작업(grinding) .. Engineering/신소재 공학 2020. 6. 1. 신소재공학실험 | 용접탄소강의 미세구조관찰과 경도측정 TIP 용접 탄소강을 연마, 광택연마, 부식 등의 과정을 거쳐서 미세한 조직을 현미경으로 관찰함으로써 그곳에 나타나는 상, 결정립의 형상 및 분포상태, 크기 등을 통해 금속의 재질 및 특징을 알아본다. 탄소강의 표준 조직 강을 단련하여 불림 (normalizing)처리, 즉 표준화 처리한 것을 말한다. ① ferrite : α철에 최대 0.025% 까지 탄소가 고용된 고용체이며, α고용체라고도 한다. 극히 연하고 연성이 크나 인장강도는 작고 상온에서 강자성체이다. 파면은 백색을 띠며 순철에 가까운 조직이다. ② peaelite : 탄소 0.85%의 γ고용체가 723℃에서 분열하여 생긴 ferrite와 cementite의 공석정으로 ferrite와 cementite가 layer상으로 나타나는 강인한 조직이.. Engineering/신소재 공학 2020. 5. 27. 신소재기초실험 | 탄소강(SM45C)의 경도 측정 - 철강재료 열처리에 따른 미세조직 관찰 TIP S45C탄소강의 미세조직을 관찰하기 위한 기본적인 열처리를 한 후, Polishing과 Etching을 거쳐 광학현미경을 통해 미세조직을 관찰하고 경도를 측정한다. 결과를 토대로 열처리와 미세조직 그리고 경도와의 상관관계에 대해 알아본다. 열처리 방법에 따른 미세조직 변화 1. Annealing(노냉, 소둔, 풀림) 재료를 고온으로 장시간 유지시킨 후 서서히 냉각하는 열처리를 말한다. 일반적으로 이러한 어닐링 열처리는 잔류응력의 제거, 연성, 인성의 향상, 특정한 미세구조의 형성을 위해 사용된다. 다양한 어닐링 열처리가 가능하며, 열처리의 종류는 열처리에 의한 재료의 미세구조 변화와 이에 따른 기계적 성질의 변화에 의해 구별된다. 2. Normalizing(공냉, 소준, 불림) 철 합금의 경우, .. Engineering/신소재 공학 2020. 5. 24. 금속재료조직실험 | 탄소강 현미경 관찰 TIP 탄소강의 기계적 특성을 크게 좌우하는 금속의 조직 내 결정립의 크기를 측정하고 결정립의 경계를 관찰하기 위한 것으로 관찰용 시험편(절삭표면)을 채취하여 균일하게 연마하는 방법과 금속현미경의 사용방법을 익히면서, 상변태로 형성된 탄소강의 여러 미세 조직들을 현미경으로 관찰하고, 그 차이점과 미세조직의 변화를 통해 그곳에 나타나는 상, 결정립의 형상 및 분포상태, 크기 또는 결함 등을 측정하여 조직과 기계적 성질, 열처리 등과의 관계를 연구한다. 탄소강 1. 공석강 탄소강 내의 탄소의 조성이 0.76wt%C인 탄소강, 727℃에서 공석현상이 일어난다. 공석강의 상변태도에서 공석반응이 일어나는 점을 공석점이라고 한다. 2. 아공석강 탄소강 내의 탄소의 조성이 0.76wt%C보다 적은 탄소강이며 공업적으.. Engineering/재료 공학 2019. 10. 22. 신소재공학실험 | 탄소함량의 경도차이 및 금속조직의 관찰 TIP SM20C, SM45C의 시편으로 탄소 함량에 따른 경도를 측정해 본다. 본 실험은 주어진 시료를 가지고 광학현미경 시편을 만들어 광학현미경에 의한 조직 관찰법의 개요를 습득한다. 탄소강 단순히 강이라고 하는 것으로 불순물로서 규소, 망간, 인, 황을 함유하지만, 철과 탄소의 합금 중에서 열처리 가 가능한 0.1∼1.5 %의 탄소를 함유한 것을 말한다. 탄소량 0.9 % 인 곳을 경계로 해서 조직이 변하여 이것보다 저 탄소에서는 페라이트라고 하는 소량의 탄소가 들어 있는 비교적 연한 철의 상 이 있는데 이 사이를 페라이트와 시멘타이트 가 쪽 매널 세공과 같이 잘게 혼합된 상(펄라이트)이 메우고 있다. 탄소량이 증가할수록, 이 펄라이트의 비율이 증가하여 0.9 % 탄소에서 전부 펄라이트가 된다. 이.. Engineering/신소재 공학 2019. 10. 12. 이전 1 다음 반응형
