재료과학 및 실험 보고서-경도실험,충격실험,마모실험

소개글

재료과학 및 실험 보고서-경도실험,충격실험,마모실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 경도 실험
1) 쇼어 경도 실험
2) 로크웰 경도 실험
⑴ 실험의 목적 및 종류
⑵ 실험에 사용된 이론
⑶ 실험기구
⑷ 실험방법 및 유의 사항
⑸ 실험결과
⑹ 실험에 의한 분석
⑺ 실험소감
2. 충격 실험
⑴ 실험 목적
⑵ 실험에 사용된 이론
⑶ 실험기구
⑷ 실험방법 및 유의 사항
⑸ 실험결과
⑹ 실험에 의한 분석
⑺ 실험소감
3. 마모 실험
⑴ 실험 목적
⑵ 실험에 사용된 이론
⑶ 실험기구
⑷ 실험방법 및 유의 사항
⑸ 실험결과
⑹ 실험에 의한 분석
⑺ 실험소감
4. 참 고 문 헌

본문내용

핀은 보통 1/4인치 직경의 것이 많이 쓰이고 끝 부분은 반구 모양으로 가공되어 있으며 원판의 직경은 보통 5~ 10㎝이다.
마모 특성 시험을 시작할 때 극미량의 하중을 가하는 시험에서는 전기저항을 측정하여 어느 때 산화층의 막이 깨지는지 감지하기도 한다. 마모량의 측정은 핀과 원판이 각각 다른데 핀의 경우에는 끝이 반구 모양으로 가공된 시편이 마모되어 생기는 마모면의 원지름을 현미경으로 잰 다음 이 결과로부터 마모 된 부피를 계산하여 나타내고, 원판의 경우는 마모궤적에서 4~6곳을 선정하여 표면형상을 측정한 다음 그 평균 깊이와 원주길이를 곱하여 마모부피를 알아내어 나타낸다.
⑶ 실험기구
⑴ CERP 유리 복합 재료
시편의 재료는 시험 목적에 따라 다양하게 선택할 수 있다. 즉 마찰, 마멸 특성을 평가하고자 하는 재료로 디스크와 볼 시편을 제작해야 한다. 다만 시편의 크기, 형태, 표면처리상태, 조성, 미세조직 구조, 가공 방법 및 경도 등을 명시해야 한다. 디스크 시편의 경우에는 시험 도중 수직 하중으로 인해 시편이 휘는 등의 변형이 일어나거나 마찰로 인한 응력을 견디지 못하고 파손되는 일이 없도록 시편의 크기를 결정해야 한다.
⑵ Send Paper
⑶ 30미크론 디스크
디스크 시편의 평균 표면 거칠기는 0.8마이크로m 이하인 것을 사용한다. 시편을 표면 처리할 때에는 시편의 내부 모재에 손상이 가해지지 않도록 특별히 주의해야 한다. 원래 시험보고서에는 표면처리 방법을 명시해야하나 이번 실험에서는 디스크를 안 간 상태에서 실시하였다.
⑷ 전자저울
< 그 림 : 디스크에 SEND PAPER를 붙이기 전후 사진>
<그 림 : PIN-ON 디스크 실 험기> <그 림 : 전자저울(바람 등 외부의 영향 게 반응 하므로 주의 요망>
⑷ 실험방법 및 유의 사항
1)PIN-ON 디스크 실험방법
⑴ 시험재료의 무게 및 치수를 측정한다.
⑵ 핀의 상단부에 시험편을 부착시키고 무게를 잰다.
⑶ 핀을 디스크에 접촉하지 않은 상태에서 원하는 회전수와 속도를 입력 시킨다.( O.6M/S, 185RPM)
⑷ 시험편을 시험대에 올려 놓은 후 원하는 거리에 따라 프로그램을 진행시킨다.
⑸ 프로그램가동이 끝난 후 시험편을 빼서 실험후의 무게를 재서 실험전과 비교한다.
⑹ 컴퓨터 엑셀에서 구한 평균 마찰력과 마찰계수를 구한다.
⑺ ⑴~⑹실험방법을 50, 100, 200 400M 반복하여 실험값을 비교한다.
⑻ 실험 하중은 20N으로 일정하다.
<그 림 : PIN-ON 디스크 실 험기 내부모습> <그 림 : PIN-ON디스크 조작 버튼>
< 그 림 : 실 험기 디지털 표시부(rpm, 내부온도, < 그 림 : 시험편의 가해지는 하중부>
내부습도 등을 나타낸다.
< 그 림 : 시험편의 마찰력 측정을 그래프로 표시> <그 림 : 시험편의 무게를 측정하는 모습>
2) 실험시 유의 사항
⑴ 디스크를 갈지 않으면 값이 제대로 나오지 않는다.
⑵ 시험편무게를 잴 때 시험편 뭉치의 무게를 빼서 기입한다.
⑶ 실험하중은 20N으로 일정해야하며 샌드페이퍼를 주기적으로 갈아줘야한다.
⑷ 무게 측정 시에 외부영향을 받지 않도록 유의해야한다.
⑸ 무게의 값을 구할대 시험편 뭉치 무게를 빼고 난 시험편 무게를 측정해야 한다.
⑸ PIN-ON 디스크 실험 결과
◆ 회전판 속도 : 0.6m/s
◆ 회전 rpm :185
◆ 30미크론 디스크
거리(m)
시험편의 무게(g)
줄어든
무게(g)
도달시간
평균마찰력(N)
마찰계수
50
0.57
0.010
1분24초
5.77
0.29
100
0.57
0.015
2분48초
6.70
0.35
200
0.54
0.024
5분34초
6.72
0.34
400
0.51
0.035
11분8초
6.52
0.33
⑹ 실험에 의한 분석
시험을 하기 전에 시험편 무게와 시험편 뭉치 무게를 구했다. 각 거리에 따라 게가0.010, 0.015, 0.024, 0.035로 줄어드는 것을 알 수 있다. 이 결과 치를 통해서 프로그램 가동 중에 디스크에 의해 시험편이 마모 되고 있는 것을 확인 할 수 있다. 컴퓨터 엑셀 값으로 나온 평균 마찰력은 50m 일 때 5.77, 100m 일때 6.70 200m 일때 6.72 400m일때 6.52로 증가 하는 것으로 나타나고 그에 따른 평균 마찰계수도 0.29에서 0.33으로 증가하는 것으로 보인다. 이 실험을 통해서 마모에 의해 중량감소가 된 것을 확인 할 수 있다.
⑺ 실험소감
이전 실험들과는 다르게 컴퓨터와 연결 되서 값이 나오는 게 달랐다. 시험편의 무게와 몽치와 결합했을 대 무게를 쟀을 때 그램 수가 0.00~~g단위까지 잴 수 있는 걸 보고 놀랐다. 종이의 무게까지도 감지할 수 있는 장치라는 것을 알았고 저울이 왜 유리 칸막이에 쌓여있는지는 실험 조교의 테스트로 알 수 있었다. 입으로 바람을 살 짝 불었는데 저울의 눈금이 바뀌었다. 무게를 잴 때 옆에서 책상을 누르거나 창문을 열어 놓아서는 안 될 것이다.
단지 몇 그램 차이로 나중이 이 재료가 사용되어질 환경에 얼마나 영향을 미칠지에 대해 생각해보고 나서는 좀 더 신중해졌다, rpm과 회전속도가 정해진 상태였었는데 디스크 갈려 있지 않아서 값이 생각과는 다르게 나온 것 같다. 그리고 100m 실험도중에 문이 열렸었는데 이유로 데이터 값에도 영향을 받을 수 있다고 했다. 시험안의 온도와 습도가 중요하다는 것을 계기판을 통해서 알 수 있었다.
컴퓨터를 통해서 엑셀로 구해진 평균마찰력을 손쉽게 확인할 수 있었는데 계산식이 아니라 컴퓨터가 해결하는 문제여서 사람이 할 수 없는 처리를 컴퓨터가 대신하고 있었다. 사람은 자연현상을 모델링하는 능력이 필요할 것이라고 느꼈다.
이번 마모 실험에서는 재료의 마모정도를 눈으로 쉽게 확인 할 수 는 없었지만 컴퓨터를 통해서 데이터 값을 그래프로 바로 확인 할 수 있는 장점이 있었다. 마모 실험을 통해서 재료를 마찰이 많이 가해지는 타이어나 기어 등에 알맞게 사용될 것이며, 우리의 안전을 지켜줄 것이다.
4. 참고 문헌
1) ENGINEERING MATERIALS 기계재료학, 김희남손세원고성위
신형섭 공저, 두양사
2) 과학대백과 화학물리지구과학생물, 김진용, 삼성 출판사

키워드

경도실험,   마모실험,   충격실험