인장강도시험 시험편 인장시험기 굽힘강도시험.

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1 인장강도시험 시험편 인장시험기 굽힘강도시험

2 인장시험 결과 Stress vs. Strain curve for structural steel.
Reference numbers are: (DUCTILE MATERIALS) 1 - Ultimate Strength 2 - Yield Strength 3 - Rupture 4 - Strain hardening region 5 - Necking region

3 인장시험 파면 해석 취성파면 연성파면

4 충격시험 E=WR(cos β – cos α )- L here, E : 충격에너지 α : 낙하전 해머각도 β : 낙하후 해머각도
샬피 충격시험 결과 샬피(Charpy) 충격시험기 샬피 충격 시험편 샬피충격시험 장면 1, 2, 3, 4

5

6 충격시험 파면 해석 연성파면 취성파면(벽개(cleavage)파괴

7 FATT 파면천이온도 (Fracture Appearance Transition Temperature)

8 Creep Test

9 Creep Test 결과

10 3.1 강화기구 재료강화의 기본적인 방법 - 전위를 완전히 없도록 하거나, 작도록 한다.
: 금속재료가 가공처리 과정에서 이미 전위가 존재하므로, 실직적 으로 어려움이 있음 - 전위활동을 곤란하게 한다. : 전위의 운동을 방해하는 결정립계, 석출물 등의 격자결함을 많이 존재하게 하여 전위활동 억제 대부분 열처리 등을 통하여 이 방법을 쓰고 있다.

11 3.2 가공경화 가공경화(strain hardening)는 금속강화의 가본사항
철사줄을 굽혔다 폈다 반복하면 철사줄이 단단해진다. 강도 및 경도는 상승하지만 연성을 떨어지게 된다. 인장강도 항복강도 강도(Mpa) 연신율(%) 연신율 냉간가공률(%)

12 3.2.1 냉간가공 과 열간가공 (재결정 온도를 경계로 결정)
3.2.1 냉간가공 과 열간가공 (재결정 온도를 경계로 결정) 냉간가공(cold working) - 가공경화 현저 - 변형응력 높음 - 치수의 정밀도 및 표면상태 양호 - 강도의 향상으로 연강, Cu합금, 스테인레스강 등의 고용체합금에 널리 사용 열간가공(hot working) - 작은힘으로 큰 변형 - 변형응력 낮다 - 고온에서 탈탄 및 산화가 일어나 표면상태 불량 - 제품의 정밀도 저하 - 그러나 압연, 단조, 압출 등의 열간가공은 주조조직을 균일화하는 데 적당함 가공도, 가열온도, 가열시간 에 따라 변하므로 재결정온도를 얼마라고 정하기는 어려움이 있다. (ex) 일반적으로 Fe=450℃

13 3.4 인공시효(artifical aging)
3.3 시효경화(age hardening) 석출강화라고도 함 가공경화 직후부터 시간의 경과에 따라 기계적성질이 변하지만 나중에는 일정한 값으로 나타나는 현상. 상온에서 서서히 진행되므로 많은 시간이 걸림 3.4 인공시효(artifical aging) 시효경화는 많은 시간이 걸리지만 온도를 높여 단시간 내에 완료 인공적인 시효경화

14 4. 열처리(heat treatment) 열처리 종류 - 담금질(quenching) - 뜨임(tempering)
- 풀림(annealing) - 불림(normalizing)

15 (1) 담금질(quenching) - 강을 적당한 온도로 가열하여 오스테나이트 조직에 이르게 한 뒤, 마텐사이트 조직으로 변화시키기 위해 급냉시키는 열처리 방법이다.   - 담금질은 강의 경도와 강도를 증가시키기 위한 것이다 - 강의 담금질 온도가 너무 높으면 강의 오스테나이트 결정 입자가 성장하여 담금질후에도 기계적 성질이 나빠지고 균열이나 변형이 일어나기 쉽다. - 따라서 담금질 온도에 주의해야 한다.

16  a) Austenite: 고탄소강을 수냉하였을 때 나타나는 조직으로 비자성체이며, 전기저항이 크고 경도는 작으나 인장 강도에 비하여 연신율이 크다.
  b) Sorbite: 트루우스타이트보다 냉각속도를 느리게 하면 나타나는 조직으로 경도와 강도는 마아텐자이트와 퍼얼라이트의 중간 정도이다.   c) Troostite: 마아텐자이트보다 냉각속도를 조금 느리게 하였을 때 나타난다. 즉 기름이나 온탕중에 냉각하든가 또는 큰 강재를 수중에서 담금질할 경우 재료 중앙 부분에 잘 나타난다.   d) Martensite: 강을 물속에서 급랭 시켰을 때 나타나는 whisker상 조직으로 부식에 대한 저항성이 크고 강자성체이며, 경도와 강도는 크나 여린 성질이 있고 연성이 작다.    - 이상의 네가지 조직을 담금질 조직이라하는데 이 조직들을 경한 순으로 나타내면,  Martensite>Troostite> Sorbite> Austenite    - 퍼얼라이트의 경도와 강도는 Sorbite와 Austenite의 중간이다.

17 (2) 풀림(annealing) - 주조나 고온에서 오랜 시간 단련된 금속재료는 오스테나이트 결정 입자가 커지고 기계적 성질이 나빠진다.    - 재료를 일정 온도까지 일정 시간 가열을 유지한 후 서서히 냉각시키면, 변태로 인해 최초의 결정 입자가 붕괴되고 새롭게 미세한 결정입자가 조성되어 내부 응력이 제거될 뿐만 아니라 재료가 연화된다.    a) 단조나 주조의 기계 가공에서 발생한 내부 응력 제거 b) 열처리로 인해 경화된 재료의 연화 c) 가공이나 공작으로 경화된 재료의 연화 d) 금속 결정 입자의 미세화

18 (3) 뜨임(tempering) - 담금질한 강은 경도가 증가된 반면 취성을 가지게 되고, 표면에 잔류 응력이 남아 있으면 불안정하여 파괴되기 쉽다. - 따라서 적당한 인성을 재료에 부여하기 위해 담금질 후에 반드시 뜨임 처리를 해야 한다.    - 담금질 한 조직을 안정한 조직으로 변화시키고 잔류 응력을 감소시켜, 필요로 하는 성질과 상태를 얻기 위한 것이 뜨임의 목적이다.    - 담금질한 강을 적당한 온도까지 가열하여 다시 냉각시킨다.

19 (4) 불림(normalizing) - 불림의 목적은 결정 조직을 미세화하고 냉간 가공이나 단조 등으로 인한 내부 응력을 제거하며 - 결정 조직이나 기계적 성질과 물리적 성질 등을 표준화시키는 데 있다.    - 강을 불림 처리하면 취성이 저하되고 주강의 경우 주조 상태에 비해 연성이나 인성 등 기계적 성질이 현저히 개선된다.   - 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 일정 시간 유지시킨 후 공기 중에서 냉각시킨다.    - 이렇게 하여 미세하고 균일하게 표준화된 금속 조직을 얻을 수 있다.