[재료공학 실험] 압연 전/후에 따른 경도 변화

소개

[재료공학 실험] 압연 전/후에 따른 경도 변화

목차

1. 실험목적
- 압연 전/후의 시편 경도 값 변화에 대한 이해

2. 실험방법
1. ⍺-brass, Al 시편을 준비하여 시료의 두께와 단면적을 측정한다.
2. 시료의 경도 값을 측정한다.
3. 압연기를 이용하여 시편을 압연한다.
4. 압연 전/후의 경도 값을 비교한다.

3. 실험 장비 및 소모품
- sic paper, ⍺-brass , Al, 압연기, 비커스 경도계, 버니어 켈리퍼스

본문내용

※ 재료 강화 기구 (Strengthening mechanisms of materials) ※

금속을 실생활에서 필요한 용도로 사용하기 위해서 적절하게 강도를 높여줘야 한다. 금속의 강도는 소성변형에 대한 저항으로 볼 수 있다. 그런데 금속의 경우에 소성변형을 하기 위한 힘(금속 결정의 유동 응력)이 원자의 결합 강도에 기초한 이론적으로 계산한 전단 강도에 비해 실제로는 상당히 낮게 나타난다. 그 이유는 금속 내에 존재하는 전위 때문이다.
금속의 강도는 전위와 관련이 깊다. 금속의 강도를 높여주기 위해서 첫째로 전위를 없애거나 그 수가 작도록 한다. 하지만 금속의 가공처리 과정에서 이미 전위가 생성되므로 실질적으로 이 방법을 통해서 강도를 높여주기는 어렵다.
둘째로 전위의 이동도를 낮추어 준다. 전위는 전단응력을 받을 경우 원자 하나 간격으로 이동하게 되는데 이를 전위활주라 한다. 그리고 전위가 활주할 수 없을 경우 전위가 위로 올라가는데 이를 전위 상승이라 한다. 이러한 전위의 이동에 의한 소성 변형 과정을 슬립(slip)이라고 한다. 재료의 항복현상은 이와 같은 전위의 이동과 관련이 깊고 전위의 이동도는 전위와 다른 결함의 상호작용에 의해 좌우된다.

즉, 재료 내에서 전위의 이동을 억제시키는 여러 가지 방법에 따라 여러 가지 강화기구가 존재한다.


① 가공 경화 (Work Hardening)

가공경화란 연성 금속이 물리적인 변형을 일으킴에 따라 경도와 강도가 커지는 것이다. 변형 경화(strain hardening)라고도 하며, 변형이 일어나는 온도가 금속의 용융점보다 상대적으로 낮기 때문에 냉간 가공(cold working)이라고도 한다. 가공경화는 열처리에 의하여 강화시킬 수 없는 금속이나 합금을 강화시키는데 중요한 공업 공정이다.

참고자료

· - 네이버 블로그 검색(cadcimatron - 금속의 강화, about 철강 - 철강재료 )