[재료실험] 인장실험 - 차단기 접지 Cu-Zn 합금의 조직관찰 및 기계적 특성 평가

소개글

[재료실험] 인장실험 - 차단기 접지 Cu-Zn 합금의 조직관찰 및 기계적 특성 평가에 대한 보고서 자료입니다.

목차

< 제 1 장. 서 론 >

1-1 미세조직 관찰
1-2 인장시험의 정의 및 목적

< 제 2 장. 본 론 >
2-1 실험 목적
2-2 실험 방법
2-3 실험 결과

< 제 3 장. 결론 및 고찰 >
3-1 Cu-Zn 상태도 분석
3-2 Cu-Zn 기계적 성질
3-3 인장시험관련 분석
3-4 나의고찰
3-5 참고자료

본문내용

게 보일 것이다. 이 상태도에는 6개의 서로 다른 고용체가 존재한다. 즉, 2개의 최종 고용체(,)와 4개의 중간 고용체(,,,)가 있다. (‘상은 규칙 고용체라고 하며, 구리와 아연 원자가 각각의 단위 격자 내에 특정한 규칙 배열을 이루고 있다.) 밑부분에 나타나 있는 상경계는 아직 위치가 정확하게 결정되지 못하여 점선으로 표시되는데, 이는 낮은 온도에서는 확산 속도가 매우 느리므로 평형 조건에 도달하기 위해서는 상당히 긴 시간이 걸리기 때문이다. 이 상태도에도 단일상과 2상 구역만이 존재하므로 상의 조성과 상대량을 구할 수 있다.
3-2 Cu-Zn 기계적 성질
전율 고용체를 이루는 Cu-Ni합금에서 조성에 따른 기계적 성질의 변화를 상태도와 관련지어 나타낸 것이다. Cu의 강도는 60%의 Ni이 첨가될 때까지 증가되는 반면에 Ni은 40%의 Cu가 첨가될 때까지 고용체 강화된다. 따라서 최대 강도는 Cu-60%Ni 합금에서 얻어진다. 이 최대 강도는 상태도에서 보면 Ni 쪽에 가까운데, 그 이유는 순Ni의 강도가 순Cu의 강도보다 크기 때문이다.
즉, Cu는 60%까지의 Ni에 의해서 강화되고, Ni은 40% 까지의 Cu에 의해서 강화된다.
3-3 인장시험관련 분석
인장성은 어떤 재료의 강도를 표시하는 가장 중요한 척도가 되는데, 본 실험에서는 시편을 늘리는데 필요한 힘과 파괴점에서의 신율이 결정된다. 탄성율은 가해진 응력과 변형도가 응력에 선비례하는 영역에서 가해진 응력이 만드는 변형도에 대한 비율이다. 탄성율은 근본적으로 경도의 척도이며, 어떤 부품을 탄성율이 측정되는 선형영역에 일치하도록 설계하려고 할 때 대단히 유용한 인자가 된다. 즉, 고무와 같은 탄성이 필요한 용도에 대해서는 파괴점에서의 신율이 대단이 높으며, 딱딱한 부품의 경우에는 반대로 신율이 대단히 낮다. 그러나 신율을 적당하게 유지함으로써 급속한 충격을 흡수하도록 설계할 수 있다. 따라서 응력-변형곡선 이하의 면적은 충격강도를 측정하는 척도가 될 수 있다. 대개의 경우 인장강도가 대단히 높고 신율이 작은 재료는 실제로 사용이 깨어지기 쉽다.
항복강도와 인장강도를 알 수 있는데 먼저 항복강도란 재료가 소성변형을 일으키지 않고 견딜 수 있는 최대강도로서 즉, 항복강도이하의 하중에서 이로 인해 생기는 미세한 변형은 회복되어지며 이에 탄성영역이라고 한다.
어떤 재료에서는 인장강도보다도 항복강도의 정도를 더 중요시 여기는 재료도 있으며 예로서 금형등에 쓰이게 되는 재료는 하중에 의해 소성변형을 일으키지 않아야 하므로 항복강도가 높은 재료를 선호해야만 한다.
인장강도는, 재료에 인장하중을 계속 가하게 되면 이 재료는 결국 항복점을 넘어서서 소성변형을 일으키게 된다. 이 재료는 균일한 소성변형을 하다가 국부적으로 급격한 변형을 일으키게 되는데 즉, 네킹이란 변형이 생기게 되면 재료는 급격히 변형되어 파괴가 일어난다. 이 때의 네킹이 일어나는 시점의 강도를 인장강도라 하며 그 재료가 가지는 최대강도라 할 수 있다. 재료에 하중이 가해지면서 탄성영역이후로 균일한 소성변형을 일으키게 되는데 이로 인해서 재료의 파단을 예측할 수 있으며 또한 그 재료가 버틸 수 있는 최대의 하중이므로 매우 중요한 기계적 성질이다. 네킹이 일어나게 되면 재료는 급격히 변형되어 순식간에 파괴에 이르게 된다. 예를 들어 건물의 구조용강으로 쓰이는 재료라 하면 인장강도가 높은 재료를 써야 건물의 수명을 예측하고 파괴가 일어나지 않은 시점에서의 예측이 가능해지므로 매우 중요하다. 반대로 인장하중이 낮은 재료라 하면 하중을 견디다 갑자기 파괴에 이르기 때문에 매우 위험할 수가 있다.
3-4 나의고찰
이번 실험은 인장시험으로 그 목적과 재료의 특성을 알 수 있는 실험이었다. 처음으로 실험하는 거라 조인식 박사님께서 시험편의 표점길이를 제시하여 여러 값 측정에 대해 어려운 점이 없었지만, 그렇지 않다면 주의할 점은 시험편의 평행부의 표점길이를 정확하게 표시해야 할 것이라는 점이다. 이것을 제대로 하지 못한다면 인장시험은 잦은 오차로 인해 실패 원인이 될 것이다. 또한 인장시험기로 나온 그래프와 그 값들을 측정하고 분석하는 것도 이 실험의 중요한 목적 중 하나였다. 틀린것도 많아 자주 고쳤지만, 결국엔 그 과정들을 이해할 수 있게 되어서 기뻤다. 다른 수업시간에 파괴강도, 탄성계수, 항복강도, 인장강도 등에 관한 계산법은 배웠었지만 그러한 이론적인 내용을 직접 실험에 접목해서 분석과정을 도출하는 것이 쉽지만은 않은 작업이였다. 특히 실험 전, 실험 후 마다 꼼꼼하게 체크를 못하여 정확한 실험분석 데이터를 만들지 못한 것이 어쩌면 이번 실험의 최대 실수가 아닌가 싶다. 하지만 이번 실험 레포트를 작성하면서 그동안 잊어버렸었지만 전에 공부했던 기억을 더듬으며 항복, 인장, 연신율 등에 대한 공부를 다시 한번하게 되어서 재료를 이해 할 수 있었던 실험이고 이론을 시험에 적용해 볼 수 있는 중요한 실험이였다. 이렇게 하이브리드 기초실험 시간에 인장 시험기를 직접한번 만져도 보고, 작동하는 것도 눈으로 보고 결과값을 어떻게 도출하는가에 대한 것을 해보았다는 것 자체가 의미있는 중요한 하나의 수업이 되었다고 생각한다.
3-5 참고자료
참고문헌
- 인터넷 웹 싸이트 지식검색 http://www.naver.com/, http://www.google.co.kr/
- 네이버 블로그
http://blog.naver.com/sosiro84?Redirect=Log&logNo=110139792638
http://blog.naver.com/mj860531?Redirect=Log&logNo=40045397749
- 싸이월드 블로그
http://www.cyworld.com/seven077/281306
- 네이버 백과사전 http://terms.naver.com/
- 재료과학과 공학 (저자 : William D. Callister / 출판사 : 시그마프레스)
- 쉬운 재료강도학 (저자 : 김신우 / 출판사 : 삼경문화사)
- 삼성 엔지니어링
http://www.secl.co.kr/kor/company/RDRacilites_view.jsp?tb_gubun=C&tb_seq=132

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