로크웰측정을 통한 경도와 충격실험

소개글

로크웰측정을 통한 경도와 충격실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험방향

2. 측정실시

3. 로크웰 경도 측정값(Rockwell hardness)

① 측정 그래프

② 경도에 따른 인장강도 추정

③ 마르텐 사이트 효과

4. 브리넬(Brinell hardness), 비커스(Vickers hardness) 경도 측정과 비교

① Brinell 실험결과

② Vickers 실험결과

③ 팀별 결과 비교 및 분석

5. 경도에 따른 모재 추정

6. 오차 및 오차 원인 분석

7. 결론

8. 회의록

9. 개인 감상

본문내용

도움을 받아 마르텐사이트 변태라는 것에 대하여 알게되었고 관련 자료를 찾아 공부하게 되었고, 그래프를 그리는 툴을 찾아다니다가 MATLAB 접하게 되어 MATLAB공부 또한 많이 할 수 있게 되었다. 군대에서 행정병으로 근무하는 동안 포토샵과 워드도 많은 도움이 되었다.
지금까지는 책으로 공부한 것을 그저 연습장에 적고 푸는 연습만 하였다. 백번 듣는것보다 한번 보는것이 더 낫다고 하는 말이 맞는 말인것 같다. 실제로 직접 실험함으로써 책에서만 보던 공식들과 필요성을 절실히 느끼지 못하였던 것들이 많은 도움이 되었다. 수치해석시간에 배운 interpolation을 통하여 실험값들이 어떤 함수처럼 거동하는가에 대하여 보기도 하기도 하였다. 내가 배운 것이 많을수록 더 많은 것을 적용하고 알아낼 수 있다는것을 절실히 느끼게 된 것 같다.
1학년 때의 실험은 주로 어떤 알고 있는 실험을 확인해가는 과정이었다면, 이번실험은 어떠한 모르는 물체를 추적해 나간다는 것에서 재미가 있었고 색달랐다. 또한 이번 실험과정에서 같은 조 내의 팀웍의 중요성과 다른 팀과의 소통의 중요성을 느끼게 되었다.
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물체의 경도를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있다. 예로 로크웰, 비커스, 브리넬이 있는데, 그 중 우리 조는 로크웰 경도측정법을 사용하여 물체의 경도를 측정하였다. 실험방법은 간단하였지만 예상외로 만족스러운 실험값이 나왔다. 물론 몇 가지 오차요인에 의해서 오차가 생겼지만, 물체의 성향을 확인 할 수 있었다. 다른 각도로 보면, 오차요인을 줄이는 것이 정밀한 실험을 하는 것이라는 생각도 할 수도 있겠다. 이번 실험을 통해 자료 분석에 있어서 논리적인 사고가 중요하다는 것을 깨달았다. 실험을 하고 자료를 뽑아내는 것은 누구나 구할 수 있다. 중요한 것은 측정값들 간의 논리적인 연관관계를 발견해 내는 것이다. 추측과 유추를 정확하게 하기위해선 실험자의 기본지식이 중요하다는 생각도 해본다. 이와 비슷한 맥락으로 우리는 더 나아가 측정한 재료가 무엇일까에 대해서 조원들과 토론해보았다. 우리가 알고 있는 자료로 carbon steel 이라는 것을 알 수 있었다. 하지만 carbon steel에도 여러 종류가 있기에 정확한 모재를 추측하려 했으나, 그러기 위해선 더 정밀한 실험이 필요 하다고 판단되었다. 그래서 우리는 몇 가지 근거(보고서에 설명되어있다)를 토대로 high carbon steel 이라고 추정 하게 되었다.
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처음에 경도와 충격 실험을 한다는 이야기를 들었을 때 이 실험을 통해 알아낸 자료가 얼마나 중요 한지 알지 못했다. 하지만 물질의 경도와 충격 시험을 제대로 하지 않아 발생한 많은 사건, 사고들을 듣고 이 실험의 필요성에 대해서 느끼게 되었다. 경도를 측정하는 많은 방법들이 있었지만, 우리는 가장 많이 쓰이는 비커스, 로크웰, 브리넬이라는 방법을 직접 해보고 그 결과자료를 분석하는 방법을 배우게 되었다. 그 중에서도 우리조가 맡게 된 실험은 로크웰 실험 이였는데, 실험기구도 별로 어렵지 않게 다룰 수 있었고 경도 값도 여분의 계산 없이 바로 측정할 수 있기 때문에 빠른 시간 안에 실험을 끝낼 수 있었다. 실험 결과 값은 우리가 만족할 정도로 나왔고, 오차가 발생한 원인들도 조원들과의 많은 토의를 통하여 어느 정도 밝혀 낼 수가 있었다. 그리고 우리 조에서 내가 맡은 역할은 비커스의 실험결과 값을 로크웰 경도로 환산 하는 것 이였는데, 환산표가 이미 나와 있어서 선형 보간법을 통해 쉽게 바꿀 수 있었다. 또한 우리가 측정한 실험 결과 값과 다른 조 실험의 결과 값이 거의 비슷한 유형을 보여주었기 때문에 이 결과들을 분석하는 데에도 어려움을 느끼지 않았다. 다만 실험재료를 추측하는 부분에서 예상재료를 3개까지 추려 낼 수 있었지만 정밀한 자료를 가지고 있지 않았기 때문에 확실한 추정이 불가능했다. 마지막으로 지금도 경도와 충격 실험을 통한 결과를 대수롭지 않게 넘겨 많은 문제들이 발생하고 있다는 이야기를 듣고 나중에 어떤 일을 하던지 이 부분에 대해서는 확실하게 짚고 넘어갈 것이다.
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이번실험에서 내가 개인적으로 맡은 임무는 첫 번째로 로크웰 경도 측정 실험 장비를 직접 조작하여 경도를 측정 하였다. 사람이 직접 돌려서 측정하기 때문에 이 부분에서 오차가 많이 발생할 거라 생각하여 최대한 일정한 힘으로 장비를 돌려 측정 하여 오차를 줄이려 노력하였다. 또한 장비를 조작할 때 고가의 장비가 상하지 않도록 주의 하였다. 두 번째로 우리가 실험 한 값을 카티아로 역설계하여 3D로 그래프를 그렸다. 이를 통해 어느 부분 에서 어떤 경도를 가지고 있는지 보다 입체적으로 관찰 할 수 있었다. 마지막으로 비커스경도 실험 팀의 실험값을 로크웰 경도로 환산 하였다. 각 실험 값을 토대로 우리 팀이 같이 모여 레포트를 작성할 시 전체적인 레포트의 틀을 잡고 내용을 첨삭 하였다.
이번 실험을 통해 책으로만 접했었던 경도를 직접 측정할 시에는 무슨 장비가 쓰이는지, 그 장비들의 특성과 각 실험별로 의 장, 단점을 알 수 있었고, 공학에서의 경도의 중요성을 깨달았다. 그리고 측정한 경도 값으로 인장응력 을 예측할 수 있다는 사실이 매우 흥미로웠다. 탄소강에서의 열과 경도의 관계를 정확히 알 수 있었고, 이를 통해 용접에도 많은 공학적 지식이 있어야 어떠한 부재를 원하는 곳에 원하는 경도로 적절히 쓸 수 있다는 것을 직접 느껴보았다. 또한 우리가 했던 경도측정으로 부재를 역 추정함으로써 앞으로 모르는 부재도 경도 측정으로 어떤 부재인지 추정할 수 있을 것 같다.

키워드

로크웰,   경도,   충격