샤르피 충격시험 보고서

목차

(가. 충격시험)

Ⅰ. 제목

Ⅱ. 목적

Ⅲ. 장비

Ⅳ. 이론적 배경

Ⅴ. 실험방법

Ⅵ. 실험 결과

Ⅶ. 결과 분석

(나. 에릭슨)

1. 목적

2. 이론

3. 시험장치

4. 실험 방법

5. 실험결과

6. 결과분석

참고문헌

본문내용

수도 있고, 또 시편을 꺼내서 놓기까지 5초 이내에 작업을 해야하는데 그렇지 못한데서 오는 오류 일 수도 있을 것이다.
또 그래프1.에서 보면 상온 보다 높은 온도에서는 충격에너지 값이 작아 졌고 저온에서는 충격에너지 값이 상온 보다 커졌음을 볼 수 있다.
탄소강의 경우 200℃ 에서 충격에너지 값이 보통의 경우 보다 커지는데 블루취성 때문에 그런게 아닌가 하는 생각을 한다. 보통 탄소강의 경우 200℃ 부근에서 취성이 발생하여 재료가 잘 깨지는 경향이 있다.
그래프2.에서 보면 Al합금의 단면적이 -196℃에서 커졌다. 보통의 경우 저온에서는 인장 강도가 약해지기 때문에 깨진 시편의 단면적은 감소해야 한다. 그 원인을 분석해보면 시편을 가공 할때 노치 부분에 가공 경화가 생겨서 그 부분이 강화되었기 때문이 아닌가 하는 추측을 해본다.
일반적으로 고온에서는 인장강도가 커지기 때문에 깨진 시편의 단면적은 커지고 저온에서는 인장강도가 감소하므로 단면적의 크기는 감소한다. 고온에서는 재료가 소성변형을 일으켜서 단면적이 증가하고 저온에서는 그 반대이기 때문에 단면적이 감소한 듯 싶다.
이번 충격시험을 통해서 여러 가지 분위기와 시편을 통해 각각 재료의 충격에너지와 인장강도에 대해서 알아보았다. 200℃의 노 나 -196℃의 액체질소 분위기에서 시편을 꺼내어 5초안에 시험을 실행해야하는데 그 시간을 맞추기가 쉽지 않았다. 따라서 이 것이 결과에서 나온 오류의 원인이 되었기도 하다.
(나. 에릭슨)
1. 목적
Erichen Test ( Cupping Test ) 즉, 연성 실험을 통해 각 시편의 연성(가공성)을 측청 하고자 한다.
2. 이론
에릭슨시험은 금속박판재료의 연성을 평가 또는 비교하기 위해 널리 사용되는 시험으로 두께 0.1~2.0㎜의 금속박재료를 상, 하 다이 사이에 삽입시키고, 시험편에 펀치를 넣어 시험편의 적어도 1곳에 뒷면에 이르는 균열이 생길 때까지 가압하여 펀치 앞끝이 하형다이의 시험편에 접하는 면에서 이동한 거리를 측정하여 소성가공성을 평가하는 시험이다.
시험결과치로 나오는 펀치의 이동거리는 동일한 시험편에 대해서도 상, 하 다이의 압축력, 윤활방법, 시험종료의 결정방법 등에 따라 변화된다. 미국에서는 볼 펀치 변형시험방법으로 규격화하여 사용하고 있다.
1) 에릭슨 시험 A방법
상형다이와 하형다이의 사이에 시험편의 두께 이외에 0.05㎜의 틈새를 만든 상태 에서 시행하는 에릭슨 시험방법을 말한다.
2) 에릭슨 시험 B 방법
상형다이와 하형다이에 시험편을 넣고 1000㎏f 의 체결하중을 항상 시험편에 가한 상태에서 시행하는 에릭슨 시험방법을 말한다.
3) 에릭슨 값
에릭슨 시험에서 적어도 시험편의 1개소에 뒷면에 도달하는 균열이 생길때까지 펀치 끝이 하형다이면에서 이동한 거리를 밀리미터로 표시한 수치를 말한다. ASTM 에서는 cup height 라고 정의한다
3. 시험장치
1).에릭슨 시험기의 주요구조는 그림 4와 같이 금속박판시험편을 구속하는 상,하형다이와 박판을 가압시키는 펀치로 구성된다.
2) 상하형의 중심축의 편심은 0.10㎜이하로 하고, 시험 A방법에 있어서는 시험편과 접촉하는 하형 다이의 평면도를 0.02㎜로 하고 상, 하다이의 간격이 시험편의 두께 이외에 0.05㎜의 틈새를 가지는 상태임을 지시할 수 있는 구조이어야 한다.
3)시험 B방법에서는 상, 하 전체면에 걸쳐서 시험턴을 균일하게 누를 수 있는 구조 이어야 하고, 시험편에 1001200㎏f의 죔하중을 유지할 수 있어야 한다. 또한 펀치측의 압입속도를 지시할 수 있는 시험기에서는 520㎜/min의 속도범위를 ± 10%의 정밀도를 지시할수 있어야 한다.
4)에릭슨값 지시장치가 0을 가르키는 위치에서 펀치 앞끝은 하형다이와 시험편에 접히는 면에서 0.02㎜를 넘는 오차가 없어야 하며 펀치중심과 다이중심간의 편차 는 펀치 이동범위에서 0.1㎜를 넘는 오차가 없어야 하며, 펀치중심과 다이중심간 의 편차는 펀치 이동범위에서 0.1㎜를 초과해서는 안된다. 시험편과 접하는 다이의 면은 HV700이상이어야 한다.
4. 실험 방법
1) 두께가 0.1mm ~ 0.2mm인 황동, 탄소강, 알루미늄 합금 시편을 준비한다.
( 20 x 20cm 정도 되는 시편판 )
2) 시편을 Erichen Tester 위에 올려 놓는다.
3) 핸들을 시편이 걸릴만큼 조인후에, 한눈금 만큼만 풀어준다.
4) 길고 짧은 두 개의 눈금을 0점에 맞춘후 천천히 하중을 준다.
5) 눈금이 올라가다 길다란 바늘이 떨어질때면, 더 이상 하중을 주지 않고 그때의 하중(lb)과 시편이 늘어나서 들어간 길이(in)를 읽는다.
6) 단, 철과 황동은 하중이 범위를 넘어 가기 때문에 임의의 하중 에 맞추고 시편이 늘어난 길이를 읽는다.
5. 실험결과
깊 이(in)
하 중(lb)
탄 소 강
0.00397
1940
알루미늄합금
0.00254
300
황 동
0.00299
1480
6. 결과분석
실험을 함에 있어서 실험기구의 측정단위는 0.01mm로써, 크랙이 생기기 바로 직전의 상태에서 회전레버를 멈추는데 어려움이 있었다.
(크랙이 생기기 전의 미세한 균열을 육안으로 확인하며 회전레바를 돌리기 어려웠음)
그러므로 이에 따르는 전반적인 오차가 발생했을 수도 있는 것이다.
참고문헌
1) 저자 : Kenneth G. Budinski, 서명 : 기계재료, 출판사 : 請文閣, 출판년도 : 1998. 1. 10
참고 page : 41p～43
2) 저자 : 이승평, 서명 : 도해와 flow chart로 설명한 機械金屬材料實驗, 출판사 : 반도출판사
출판년도 : 2001 3. 5j, 참고 페이지 page : 34p～44p
3) http://hyunam.tnut.ac.kr/~littleys/충격시험.htm
4) http://huniv.hongik.ac.kr/~solnet/mechanics.html
5)『 재료과학과 공학 』, William Callister 저, p 195~243 참조
6)『 재료 과학 』 , J.F.Shackelford 저 , p 232~249 참조
7)『 기계금속 재료학 』 金豈洙 저 , p208～210, p240 참조

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