인장실험

목차

초록

Ⅰ.인장시험의 목적

Ⅱ.인장시험의 정의

Ⅲ.응력(stress)과 변형관계
ⅰ.하중의 종류
ⅱ.응력의 종류
ⅲ.응력-변형선도

Ⅳ.항복점
ⅰ.상부항복점
ⅱ.하부 항복점

Ⅴ.인장강도

Ⅵ.연신율과 단면수축율

Ⅶ.인장시험에 영향을 주는 인자
ⅰ.네킹의 형태와 네킹영역에서의 응력분포
ⅱ.시험온도의 영향
ⅲ.변형속도의 영향

Ⅷ.결과 및 고찰
1)하중-신율선도로부터 Stress-strain diagram을 그린다.
2)항복점을 구한다.
3)인장강도를 구한다.
4)신율을 구한다.

고찰

○참고문헌

본문내용

어난 영역은 완만한 곡률을 갖는 노치이다. 인장시험\시 노치는 원주방향과 욍방향응력을 유발시켜 소성유동을 일으키는데 필용한 인장축의 응력을 증가시킨다. 그러므로 네킹지역에서의 평균진응력은 단순한 인장이 지배적인 경우, 소성유동을 유발하는데 필요한 응력보다크다.
ⅱ.시험온도의 영향
인장시험에서 얻은 응력-변형률곡선과 유동 및 퐈괴성질은 시험이 수행되는온도에 크게 의존한다. 일반적으로 시험온도가 높을수록 강도는 감소하고 연성은 증가한다. 그러나 어떤 온도에서는 석출, 변형시효, 재결정과 같은 미시적인 구조변화가 일어나 이러한 일반적인 거동을 반대일 수도 이/t다. 고온에서는 열적 황성화 과정들이 변형을 도와 강도를 감소시킨다. 고온에서 오래 동안 노출이 되면 구조적 변화가 일어나시간 의존적 변형, 즉 크리프가 일어난다. 온도가 증가함에 따라 응력-변형률곡선은 평탄해지며 이로 인해 인장강도는 항복강도보다 온도읜존성이 더 크다. 고온에서의 인장변형은 시편에서 한 개 이상의 네킹이 일어나 복잡해 질 수도 있다.
소성변형에서 쓰이는 에너지의 90%이상이 열로 바뀐다. 많은 금속의 경우 금속가공도중 불균질한 유동 때문에 변형은 국부화되고, 이 국부 지역에서는 온도가 상승한다. 유동응력은 온도가 증가함에 따라 감소하기 때문에 더 많은 변형이 이 지역에서 우선적으로 집중되며ㅛ, 이러한 과정이 파괴가 일어날 때까지 계속 된다. 이런 형태의 국부적파괴를 단열 전단파괴라 한다. 이러한 현상은 인장시험의 마지막 단계, 특히 저온에서 가끔 관찰된다. 단열 전단에 의한 유동곡선의 불안정성을 야기시키는 조건에 대한 분석이 backofen에 의해 행해졌다.
ⅲ.변형속도의 영향
시편에 부과되는 변형속도는 유동응력에 큰 영향을 미칠 수 있다. 변형속도는 ε=dε/dt로 정의되며, 종전부터 일반적으로 sec-1의 단위로 표시된다. 일반적인 변형속도에 대한 실험 예를 밑에 표에 나타내었다. 변형속도가 강도에 미치는 영향은 온도가 증가함에 따라 더욱 커진다. 항복응력이나 작은 소성변형에서의 유동응력은 인장강도보다 더 변형속도에 민감하다. 저탄소강에서 평상의 하중속도하에서는 나타나지 않는 항복점이 높은 변형속도하에서 나타난다.
변형속도의 범위
시험조건 및 양상
10-8∼10-5s-1
일정하중 또는 응력하에서의 크리이프시험
10-5∼10-1s-1
유압식 및 나사식 인장시험기에서의 정적 인장시험
10-1∼102s-1
동적 인장 또는 압축시험
102∼104s-1
충격시험을 통한 고속시험(파형전파 효과를 고려해야함)
104∼108s-1
가스총 또는 폭발탄환에 의한 초고속충격
ASTM규격에서는 인장속도에 대한 규정이 없은 한 시험속도는 하중과 연신량이 정확하게 지시될 수 있는 속도이면 충분하다. 그리고 항복점 또는 탄성한계를 정확하게 시험할 때에는 응력의 증가율이 매분간 100,000lb/in를 초과할 수 없다고 규정하고 있다. 이 보다 빠른 속도로 시험할 때에도 매분간 표점거리 1in에 대하여 위 값의 0.5in를 초과할 수 없다고 되어 있다. DIN규격에서는 강재를 시험할 때 항복점까지 1kg/mm2이상으로 인장해서는 안된다고 한다.항복점이상에서는 매분 표점거리의 25%까지 인장하여도 좋다고 규정되어 있다.
Ⅷ.결과 및 고찰
거리및 시료편
단면적
연강
45C
시료의 표점 거리
50mm
50mm
시료의 단면적
68.62
72.34
파단후 시료의 단면적
23.74
32.15
최대 하중
1299kgf
2626kgf
1)하중-신율선도로부터 Stress-strain diagram을 그린다.
a)하중-신율선도: 인장시험에서 하중과 신율과의 관계를 나타내는 선도가 얻어질 수 있다 이 선도로부터 여러 종류의 값을 구할 수 있다.
b)응력-변형율 선도: 하중-신율 선도에서 종축의 하중을 시험편의 단면적 으로 나누면 응력이 되고, 또 횡축의 신율을 기준 길이로 나누면 변형율이 된다. 이와 같이 구한 응력과 변형율로 이루어진 선도를 응력-변형율 선도 라고 하며 하중-신율 선도와 비슷한 선도로 된다.
c)진응력-변형율 선도: 위의 응력-변형율 선도는 항복점을 넘으면 전체가 일정하게 늘어나서 단면적이 변하기 때문에, 겉보기 선도라고 하는 것이된다. 단면적의 감소를 고려한 응력-변형율 관계를 진응력-변형율 선도라 고도 한다.
하중 -변위 그래프
연강
45C
응력 - 변형도 곡선
연강 45C
2)항복점을 구한다.
-> 항복점 = 항복점하중/원래의 단면적
28.2809 9.9669
3)인장강도를 구한다.
-> 인장강도 = 최대인장하중/원래의 단면적
18.9195 36.0714
4)신율을 구한다.
->
5)단면 수축율을 구한다.
단면수축률 = {(초기 단면적 - 나중 단면적) / 초기 단면적 }× 100
고찰
우선 이 시험기에 사용에 있어서는 많은 위험이 따르기 때문에 조심해야 한다는 점을 유의해야 한다. 저번주에는 경도시험에 이어 이번주에는 인장시험을 했다. 경도 시험보다 간단하다고 하면 간단할수 있는 그런 시험이였다. 인장시험은 재료의 강도를 측정하는 가장 기본적인 시험으로 간단한 조작으로 정확한 결과가 얻을수 있다. 또한 인장시험은 한번의 시험으로 여러 가지 데이터 값을 얻는다. 그 얻은 데이터 값을 통해 여러 가지를 구할 수 있다. 항복점, 파단점, 최대연신율, 단면수축율등 여러 가지 값을 얻을 수 있다. 이런 얻어진 값을 통해 재료에 대한 여러가 상태와 성질을 알아 간다. 우리는 이제 이러한 것을 알고 나아가 여러 가지 공장이나 연구소에 들어가 이러한 지식을 바탕으로 금속에 대한 지식을 이용하게 될것이다. 이런식으로 실험을 하나 하나 해나감으로써 새로운 지식을 알고 또한 새로운 경험으로 습득하게 될것이다. 아직 실험은 두 번 밖에 하지 않았지만 기초실험에 있어서 항상 주의 깊게 행동하고 실험실에서는 절대 정숙해야 한다는것을 숙지하며 경도시험과 인장시험을 무사히 맞혔다. 앞으로 남은 시험도 경도시험과 인장시험에서 배운 지식을 토대로 계속 꾸준히 알아 갈 것이다.
○참고문헌
재료공학(저-기암수/기전연구사),재료시험입문(오세욱 오환섭 김상태 오환교-편저) 재료시험법(오길환,채두병,김학윤,연윤모,송건,박종건-공저/기술도서출판

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인장,   인장실험,   실험