파괴인성의 측정방법

소개글

파괴인성의 측정방법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<파괴인성>

<충격인성>

본문내용

시험편의 두께
Fig. 2. Three- and four-points bending and moment diagram.
3. 실험기구 및 장치
1) 만능 시험기
시험기는, 크로스 헤드의 이동 속도를 일정하게 유지할 수 있는 적당한 재료 시험기를 사용 한다. 이 경우, 재료 시험기의 하중 지시의 정밀도는 참 하중의 ±1%까지 측정이 가능한 것으로 한다.
2) 지지구
하중점의 지지구는 탄성률 1.5×104㎏f/㎟ 이상을 갖고 시험 중 소성 변형 및 파괴하지 않는 재질의 것으로 그 끝부분의 곡률 반지름은 0.5-3.0 mm 정도로 한다.
3) 마이크로 미터
마이크로 미터는 KS B 5202 (외측 마이크로 미터)에 규정하는 외측 마이크로 미터 또는 이 와 동등 이상의 정밀도를 갖는 것을 사용한다.
4) 버어니어 캘리퍼스
버어니어 캘리퍼스는 KS B 5203 (버어니어 캘리퍼스)에 규정하는 최소 눈금 길이 0.05㎜ 또 는 이와 동등 이상의 정밀도를 갖는 것을 사용한다.
4. 시험편 준비
1) 시험편의 모양 및 치수
시험편의 모양은 단면이 직사각형의 기둥으로 하고 그 치수는 3 X 4 X 36 mm 정 도로 한다.
2) 시험편 모서리의 둥글기 또는 모떼기
시험편은 모서리를 반경 0.1-0.3 mm 정도로 둥글게 한다
3) 시험편 상하면의 거칠기
시험편의 상하면의 거칠기는 800번 정도로 연마한 KS B 0161(표면 거칠기)에 규정 하는 0.8S 이하로 한다.
4) 시험편의 수
시험편의 수는 10개 이상으로 하는 것이 바람직하다.
5. 실험 방법
1) 시험편의 너비 및 두께 측정
시험편의 너비 및 두께는 마이크로미터를 사용하여 측정한다.
2) 내부 및 외부간격
내부간격 및 외부간격은 버어니어 캘리퍼스를 사용하여 측정한다.
3) 굽힘 강도의 계산
3점 및 4점 굽힘 강도는 각각의 시험편에 대해 (1) 및 (2) 식을 사용하여 계산한다.
4) 표준 편차의 계산
표준 편차는 다음 식에 의해 계산한다.
여기에서
S : 표준편차
n : 측정수
x : 시험편 개개의 측정강도
<충격인성>
재료가 갑작스런 타격을 받았을 때 인장시험에서보다 더 큰 취성을 나타낸다. 확연한 차이점은 하중을 가하는 속도이다. 충격시험은 전체하중이 급작스럽게 가해진다. 충격시험의 변형속도는 인장시험의 경우보다 크며 특수한 조건하에서 취성을 측정할 수 있기 때문에 강에 대해 널리 사용되고 있다.
충격시험법은 정지상태의 높이에서 무거운 추가 회전체 주위를 회전하여 수직으로 최대 아래지점에서 최대운동에너지를 갖게 되며 추는 운동에너지를 잃으면서 정지한다. 이 때 운동에너지는 시편에 충격을 주어 파괴를 일으키는 데 쓰인다. 아래 두 시험법은 세부적으로 다르며 서로 관련이 없으므로 시험방법을 명시해야 한다. 노치(notch)는 파괴에 큰 영향을 주므로 시험결과에는 사용된 시편에 대해 언급이 있어야 한다.
즉, 충격에 대한 재료의 저항력의 강약을 조사하는 시험으로 힘이 가해지는 방법에 따라 인장강도, 휨, 압축, 비틀기 등의 여러 가지 충격시험이 있다.
공업적으로 실시하는 시험은 주로 충격휨시험이다.
이때, 샤르피(charpy) 충격시험기와 아이조드(izod) 충격시험기가 쓰이는데, 아이조드 시험이 미국이나 영국에서 주류를 이루었던 시기도 있었으나 현재는 샤르피 충격시험이 널리 쓰인다.
* Izod 시험법은 시편을 세로로 높이 세우고 노치의 방향이 충격의 정면을 향하게 한다. 이 시험값은 로 나타내며 충격강도라 한다.
* Charpy 시험법은 노치가 충격면에 대해 반대로 놓게 하며 가로로 놓는다.
1. 실험목적
충격실험을 간단히 말하자면 아주 짧은 시간에 큰 하중이 작용하는 하중을 충격하중이라 하며 재료에 충격저항이 작용할 때 에너지법을 이용하여 충격저항을 측정하며, notch부의 형상에 따른 충격저항의 변화를 구하여 이에 대한 영향을 구하는 것을 충격실험이라 한다.
동일 재료라고 하더라도 외적조건에 따른 인성의 변화, 예를 들면, 열처리에 의한 금속조직의 변화, 사용온도의 변화, 결함이 있는 경우 등에 대한 인성의 차이를 조사하기 위해서는 충격실험이 필요하다. 또, 두 재료의 인장시험 결과가 비슷하지만 열처리한 시편과 비교하여 충격시험을 하게 되면 특히 큰 차이가 발견될 수도 있다. 그러므로 사용조건에 따라 동적시험인 충격시험을 꼭 하여야만 하는 경우가 있다. 이와 같이 충격의 영향에 기인된 것 실제적 현상은 충격력을 받는 레일(rail), 자동차의 스프링, 기차의 연결기, 건축물로서 계단의 발판 등의 파괴에서 많이 일어난다.
2. 측정방법
▶ 샤피 충격시험방법
가장 널리 사용되는 충격시험방법이다.
이 실험방법은 충격굽힘시험법으로 시험편을 양단힌지로 고정한 다음 시험편의 notch부분이 정확하게 중앙에 오도록 수평으로 놓는다. 이때 시험편이 중앙점에 충격하중을 가하여 시험편이 파단되는데 소요된 흡수에너지E(kgf·m)로 충격치를 나타낸다.
E = WR(cos β cos α)(kgㆍm)
여기서,
E: 충격 에너지
U: 충격 값
W : 해머의 무게 (kgf)
α : 해머를 들어올렸을 때의 초기각도
β : 시험편을 절단하고 상승했을 때의 각도
R : 축 중심 으로부터 해머의 중심까지의 거리 (m)
A : 노치부의 원래의 단면적
h1 : 끌어올린 위치
h2 : 해머가 시험편을 통과한 올라간 위치
핸들을 돌려서 해머가 α되는 각도의 위치에 고정시키고 펜듈럼 해머의 날이 시험편의 노치 부분에 오도록 시험편을 바른 위치에 놓은 다음, 해머를 낙하시켜서 시험편을 파괴시키고 해머가 각도 β만큼 올라가게 한다. 이때 파괴되는데 소모된 에너지E(kgf·m)는 다음과 같다.
샤피 충격치 U는 시험편을 절단하는데 필요한 에너지 E(㎏·m)를 노치부의 원단면적(㎠)으로 나눈 값으로 표시된다.
▣ 참고자료
파괴인성
http://blog.naver.com/bbggmnrgmy
SEPB법
http://diamond.kist.re.kr/cerapedia/theory/
굽힘시험
http://blog.naver.com/hacker10
샤피충격실험
http://cafe.naver.com/aehahaj.cafe

키워드

파괴인성,   파괴인성 측정방법,   시험편 ,   파괴,   굽힘강도 측정방법,   굽힘강도