소성 가공 시험 (구리 시편을 이용한 소성가공 및 경도 측정)

소개글

소성 가공 시험 (구리 시편을 이용한 소성가공 및 경도 측정)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론
가.실험목적
나.관련이론
1.금속 결정의 생성과정
2.금속의 소성가공과 재결정
3.회복, 재결정, 결정립 성장의 관계
4.소성 가공의 응용

본론
가.실험방법
나.실험결과

결론
가.실험에 따른 고찰
나.참고문헌

본문내용

열이 발생하여 변형되는 걸 막아야한다는 것이다. 특히 힘을 많이 주게 되면 스크레치가 많이 일어나기 때문에 #2000과정에서는 힘을 적당히 주도록 하자.
알루미나()분말을 이용한 미세폴리싱을 마지막 과정으로 마쳤다면 에탄올을 계속해서 뿌려주어 산화가 일어나지 않게 유지시켜야한다.
5. Polishing을 마친 뒤 세척을 한 후 산화 방지를 위해 알코올을 뿌린 후 드라이기로 말려준다.
6. 부식액(염화제2철)을 사용하여 에칭을 실시한다.
※본 실험에서 부식액(염화제2철)을 만드는 과정은 제외하고 만들어져있는 부식액을 사용한다.
7. 광학현미경을 이용하여 시편의 조직을 관찰한다.
8. 비커스 경도(Vickers hardness) 의 값을 측정한다.
※각각의 경도값()을 측정의 유의 사항은 총 5번의 측정 후 최고값과 최저값은 제외한다.
나. 실험 결과
시편조직
환봉 5mm 절반의 5개의 시편
▽×50
조직관찰
▽×100
비커스 경도(Vickers hardness)
구리(Cu)
최대값
최소값
시험횟수
시험하중(N)
결 과
1
100
117.3
평 균
2
124.7
126.13
3
130.1
4
126
5
127.7
그래프
시편 조직
500℃일정
시 간
10분
40분
조직관찰
1시간
2시간
열처리
전 후의
비교
열처리 전과 후의 비교를 위한 예
Press와 열처리 이후에 결정의 회복, 재결정, 결정립 성장을 시간의 변화를 통해서 알아 볼 수 가 있다. 슬립 방향은 결정립 상에 차이로 인해 다르다.
회복과정에서 생긴 쌍정과 같은 경우 시간경과로 인해 점점 나오게 되는 빈도수와 크기가 작아지게 된다.
비커스 경도(Vickers hardness)
ⅰ
10분
ⅱ
40분
ⅲ
1시간
ⅳ
2시간
구리(Cu)
최대값
최소값
시험횟수
시험하중(N)
압입자의 압입자국 길이(μm)
결 과
1
100
ⅰ
55.7
55.7
58.8
평 균
ⅱ
57.3
58.9
54.9
ⅲ
61.1
60.8
49.9
ⅳ
59.8
61.7
50.2
2
ⅰ
56.8
56.8
58.4
ⅰ
59.03
ⅱ
56.6
56.6
58.5
ⅲ
61.2
62.6
48.3
ⅳ
59.8
61.7
50.2
3
ⅰ
55.0
56.2
59.9
ⅱ
54.87
ⅱ
57.2
58.9
55.0
ⅲ
65.6
67.4
41.9
ⅳ
63.4
63.4
46.1
4
ⅰ
54.0
54.2
63.3
ⅲ
46.77
ⅱ
57.5
57.9
54.7
ⅲ
62.9
63.7
46.2
ⅳ
59.9
61.9
50.0
5
ⅰ
57.6
58.5
55.0
ⅳ
49.3
ⅱ
57.9
57.9
54.3
ⅲ
64.8
64.8
45.8
ⅳ
62.2
62.5
47.7
그래프
3.결론
가. 실험에 따른 고찰
이번 가공경화 실험에서는 실험에 목적이었던 가경경화 즉 냉간가공 후 소재의 경도 측정 및 회복→재결정→결정립성장을 확인 하는데 목적을 두었다.
열처리 전과 후의 비교를 위하여 열처리를 하기 전에 시편과 후의 시편을 준비 하여 광학현미경을 이용하여 각 시편의 결정입자를 확인 하였다.
열처리의 3가지 과정 중 첫째가 회복과정이고 둘째가 재결정과정이다. 결정이 저온에서 변형되면 가공경화를 일으키게 되며 가공경화 된 결정을 고온에서 열처리를 하면 회복이 발생하고 따라서 경도가 감소하게 된다.
1시간
2시간
가장 먼저 슬립방향을 볼 수가 있었는데 이는 Press를 통하여 결정의 슬립 방향을 확인 할 수 있었다. 처음 시편과 비교를 하였을 때 비스듬한 모양을 확인 할 수 있었는데 여기서 중요한건 슬립의 방향은 결정립 상이 시편마다 다르기 때문에 일정한 슬립방향이 나오지 않는다.
두 번째로 열처리 후 회복과정에서 생기는 쌍정의 변화를 볼 수가 있었다.
열처리의 시간이 연장되어질수록 쌍정의 크기와 수가 줄어드는 모습을 볼 수가 있게 되는데 우리 조와 같은 경우 1시간까지는 쌍정의 크기와 수기 차차 줄어드는 모습을 보였지만 2시간의 조직 사진의 경우는 1시간의 조직과는 다른 더 큰 모습을 볼 수가 있게 된다. 정확한 이유는 모르겠지만 회복 과정과 재결정 과정을 통하여 생기는 쌍정과 결정입자의 모양과 크기를 봤을 때 이론상에서는 저 결정입자가 커지며 쌍정이 줄어들면서 수가 줄어야 되는데 그렇지 않았다 여기서 2가지를 생각을 해봤는데 조직 관찰을 했을 때 어느 한 부분을 시점으로 해서 관찰을 하였기 때문에 전체가 고루 모양이 일치 않았기 때문에 라는 생각과 시편의 주기를 할 때 부주의로 잘못하였다는 생각을 하였다.
세 번째는 재결정과정과 결정립 성장이다. 회복은 전위의 재배열 및 소멸에 의해서 변형된 결정이 내부 변형에너지와 항복 응력이 감소되는 과정이다. 이 과정을 통해서 조직사진을 관찰 하였을 때 시간이이 지날수록 재결정과 결정립 성장을 통하여 결정입자가 차츰 커지는 모습을 관찰 할 수가 있다.
마지막으로 경도 측정이었던 비커스 경도 측정이다. 비커스 경도 결과와 시편의 조직 사진을 비교해 봤을 때 시간대 별로 열처리를 하였을 경우 결정립 성장으로 인해 결정입자가 커지는 모습을 봤듯이 여기서 결정입자가 커지므로 인해 경도 값이 낮게 나오는 결과를 보게 된다.
횟수는 총 5번을 실시하였는데 여기서 최고, 최저값이 나오게 되는데 여기서 최고와 최저가 나오게 되는 이유는 열처리를 할 경우 결정립 성장으로 결정입자는 커지게 되지만 전체적으로 골고루 모양이 비슷해지는 건 아니기 때문에 결정입자가 조밀한 부분은 경도 값이 크게 나오게 되고 결정입자가 큰 곳은 경도 값이 낮게 나오게 된다.
나.참고 문헌
1)소성역학, 시그마프레스, 김영석 공저, p1~55
2)재료시험, 태훈출판사, 송기경, 이재운, 이형문 등 3명 공저, p64~66
3)재료과학, 에듀케이션코리아, 변재동, 박영구, 위상익, 장현구 등 4명 공저, p404~406
4)재료과학원론, 지성출판사, Barrett, Nix, Tetelman 등 3명 공저, p315~354
5)재료과학의 이해와 응용, 반도출판사, 황문석, 권오양 등 2명 공저, p214~215
6)http://dohyuni1018.blog.me/80050828521
7)http://blog.naver.com/ares2019?Redirect=Log&logNo=90081164231

키워드

소성가공,   냉간가공,   회복,   재결정,   결정립성장,   구리,   결정