전공실험[재료]A++

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목차

1.인장 시험
2.충격 시험
3.트러스 실험
4.비틀림 시험
5.경도 시험

본문내용

ardness Test)
1) 실험결과
Brinell 경도 시험
황 동 (압입하중 : 1,000kg·f)
강 (압입하중 : 3,000kg·f)
자국지름
압입깊이
면적
경도
자국지름
압입깊이
면적
경도
1
3.4
0.297873
9.357951
106.861
4.25
0.474033
14.89219
201.4478
2
3.35
0.288909
9.076355
110.1764
4.35
0.497848
15.64035
191.8116
3
3.3
0.280095
8.799455
113.6434
4.25
0.474033
14.89219
201.4478
4
3.5
0.316252
9.935334
100.6509
4.3
0.485856
15.2636
196.546
5
3.4
0.297873
9.357951
106.861
4.35
0.497848
15.64035
191.8116
평균
3.39
0.296068
9.301255
107.5124
4.3
0.485856
15.2636
196.546
Rockwell 경도 시험
스케일
B 스케일()
C 스케일()
재 료
황동
강
강
경 도 치
1
68.1
95.5
14.1
2
67.5
95.5
13.6
3
69.5
96
14.5
4
68.4
96.9
15.2
5
67.4
97.5
14.6
평균
68.17
96.28
14.4
Vickers 경도 시험
황 동
강
경도치()
경도치()
1
128.5
528.9
545.4
218.4
401.5
422.7
2
139.7
489.7
540.7
237.4
393.4
397.0
3
131.3
531.4
536.4
266
368.8
378.0
4
120.4
526.8
583.3
271.1
365.6
374
5
126.5
552.2
530.6
226
409.7
400.6
평균
129.28
243.78
2) 실험결과의 정리
Brinell 경도와 Rockwell 경도 실험값 비교
( ···· ⓐ , ···· ⓑ )
황 동
강
Brinell
(ⓐ)
Brinell
(ⓑ)
Rockwell
Brinell
(ⓐ)
Brinell
(ⓑ)
Rockwell
1
45.56321
71.30173
68.1
1
85.20925
100.7408
95.5
2
48.10405
73.18842
67.5
2
82.95905
99.06989
95.5
3
50.60252
75.04365
69.5
3
85.20925
100.7408
96
4
40.35348
67.43326
68.4
4
84.09217
99.91129
96.69
5
45.56321
71.30173
67.4
5
82.95905
99.06989
97.5
평균
46.07478
71.68159
68.17
평균
84.09217
99.91129
96.28
경도로 추정한 인장강도와 인장시험으로 구한 경도 비교 ( 이용)
인장강도 (MPa)
경도 (kg·f/㎟)
계산 값
실험 값
계산 값
실험 값
황 동
376.68
453.76
황 동
129.51
107.51
강
688.61
653.51
강
186.53
196.55
※ 계산과정
ㄱ. 경도로 추정한 인장강도
황동(Brass) :
강(Steel) :
ㄴ. 인장시험으로 구한 경도
황동(Brass) :
강(Steel) :
각 경도 문헌 값과 실험 값의 비교
브리넬()
로크웰()
비커스()
실험 값(평균)
문헌 값
실험 값(평균)
문헌 값
실험 값(평균)
문헌 값
황 동
107.51
102~135
68.17
60~65
129.28
90~125
강
196.54
179
96.28
88
243.78
188
(문헌 값 출처 : http://www.steel-tube.com/news/html/?1246.html )
4) 토의 및 고찰
이번 실험의 목적은 영구변형에 대한 재료의 저항성을 나타내는 재료의 경도를 Brinell, Rockwell, Vickers 경도로써 측정하고 비교해보는 것이다. 시험 재료로써는 강과 황동이 사용되었고 3가지 경도시험에서 모두 강이 황동보다 더 경도가 큰 것으로 나타났다. 시험 중 결과 값들은 모두 차이가 있었는데 이는 세 가지 경도시험이 시험방법(Tools etc.)이나 측정방법에 있어서 각 각 조금씩 다르기 때문이다. 하여 브리넬 경도를 로크웰 경도로 바꾸어 비교해 보았고 약간의 오차는 있었지만 실제 식ⓑ를 이용하여 얻은 데이터와 로크웰경도는 매우 가까운 수치를 보였다. 약간의 오차들은 모든 측정과정이 기계에 의해 이루어지는 로크웰에 반해 브리넬은 기계로 압입을 가한 후 압입자국의 지름을 직접 측정해야 하기 때문에 이러한 과정에서 약간의 오차들이 발생한 것으로 판단된다. 그리고 경도와 인장강도가 비례하며 식 이 작은 오차범위 안에서 성립한다는 것을 알 수 있었는데 이는 재료를 파단하지 않고도 인장강도를 계산 할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다. 그리고 2.8이라는 비례 수치가 재료마다 조금 씩 다를 것으로 판단된다. 결과 값으로써 분석해 보면 강은 2.8에 가까운 2.95 정도의 수치가 계산되었지만 황동의 경우 2.4정도로 강보다는 조금은 큰 오차가 있었기 때문이다. 마지막으로 실험으로 얻어진 값들과 문헌 값들을 비교해 보았고 그 결과(표) 약간의 오차를 가지지만 거의 근접하게 나타났다. 또한 모두 공통적으로 문헌 값에 비해 조금씩 크게 나타난 것을 볼 수 있는데 이러한 오차의 원인을 분석해보면 먼저 하나의 작은 재료에 여러번 시험을 하다 보니 시험된 압입표면 즉, 이미 찍힌 압입자국 근처에 잔류응력이 발생하여 그 후의 다른 압입에 약간의 저항이 발생했을 것이다. 또한 인위적인 오차 외에도 환경적 요인으로 이한 오차도 있었을 것으로 판단된다. 예를 들어 재료주위 온도나 습도 등은 실험 시 일시적으로 재료내부의 성질을 표준 실험 시에 비해 강화 또는 약화 시킬 수 있기 때문이다.
※ 참고 문헌
재료과학, 한티미디어, WILLIAM D. CALLISER JR 저, 2010.3.1
재료과학과 공학, 사이텍 미디어, DONALD R.ASKELAND저, 2008.9.6
재료역학, 보성각 , 염영진·신용승·장창훈·정성균 공저, 2010.2.20
기계공학실험 기초 및 응용, UUP, 실험교재 편집 위원회 2010.2.

키워드

전공실험,   재료 실험,   인장시험,   충격시험,   트러스시험,   비틀림시험,   경도시험A++