챕터 8. 재료시험

챕터 8. 재료시험

 

1. 파괴시험(기계적시험)

(1) 인장시험 : 시험재료를 일정한 시험편으로 절삭한 다음 시험편 양끝을 시험기에 고정시키고 시험편의 축방향에 당기는 힘을

                        작용시켜 파괴 되기까지의 변형과 주어진 힘을 측정하여 그 재료의 변형에 대한 저항성을 알아보기 위한 시험

 

    - 탄성한도 : 

    - 항복점 : 비례한도를 초과한 하중이 작용하면 하중과 변형량의 관계는 비례되지 않고 상항복점에서 갑자기 하중이 감소되면서,

                 하항복점으로 되고 하중을 증가시키지 않아도 시험편이 늘어난다.

 

    - 인장강도와 파괴강도

      인장강도 : 최대하중을 시험편의 원 단면적으로 나눈 값

      파괴강도 : 극한강도점을 지나면 시험편 단면은 급속히 줄어들어 한 점에서 파괴된다. 여기서 그 점의 하중을 시험편의 원 단면적으로

                    나눈 값

 

    - 연신율

    - 단면수축률

 

 

 (2) 압축시험 : 압축력에 대한 항압력을 시험하는 것으로 압축강도, 비례한도, 항복점, 탄성계수 등을 결정한다.

                   압축강도는 취성재료일 때 잘 나타남.

 

 (3) 굽힘시험 : 재료의 굽힘에 대한 저항력을 조사하는 굽힘저항시험과 전성, 연성, 균열의 유무를 시험하는 굴곡시험(=항질시험)

 

 (4) 비틀림시험 : 재료에 대한 강성계수 G의 측정과 비틀림강도를 측정

 

 (5) 경도시험 : 굳기의 정도를 결정하는 중요한 것으로 변형에 대한 저항.

     - 브리넬 경도 : 일정한 지름의 강구를 일정한 하중으로 시험편 표면에 압입 후 하중 제거 하고 하중을 볼 자국의 표면적으로 나눈 값

     - 로크웰 경도

       ㄱ.  B스케일 : 표면에 지름 1.588mm의 강구를 압입하는 경우로 연한 재료의 경도시험에 사용.

       ㄴ. C스케일 : 꼭지각이 120º인 다이아몬드 원뿔을 사용하는 경우로 굳은 재료의 경도시험에 사용.

      - 비커즈경도 : 압입체로서 대면각 θ=136º의 다이아몬드 피라미드를 사용

      - 쇼어경도 : 작은 다이아몬드를 선단에 고정시킨 낙하체를 일정한 높이에서 시험편 위에 낙하시켰을 때 반발하여 올라간 높이.

 

 (6) 충격시험 : 충격적인 힘을 가하여 시험편이 파괴될 때에 필요한 에너지를 그 재료의 충격값으로 재료의 인성과 메짐을 검사하는 시험.

      - 샤르피 충격시험기 : 단순보의 상태에서 시험.

      - 아이조드 충격시험기 : 돌출보와 외팔보의 상태에서 시험.

 

 (7) 피로시험 : 재료가 영구히 파단되지 않는 응력 중에서 가장 큰 것을 피로한도라 한다.

 

 (8) 크리프시험 

      - 크리프 : 재료에 인장강도보다 작은 응력일지라도 오랜시간 가해주면 재료는 차차 늘어나서 절단된다.

                   300℃ 이상이 아니면 크리프가 일어나지 않는다.

      - 크리프시험 : 항복점 이상의 하중을 가하면 낮은 온도에서도 어느정도 늘어나나, 가공경화 때문에 늘어나는 속도가 감소되고 

                        마침내 정지한다. 하중이 더 커져서 일장량이 너으면 계속 늘어나며, 그 온도에서의 인장강도보다 작은 응력에서

                        파괴된다. 변형이 일정한 값에서 정지하는 한계의 응력을 크리프 한도라하며 이를 구하는 것이 크리프 시험이다.

 

 (9) 마멸시험 : 재료가 다른 물체와 마찰하여 그 표면이 손실되는 현상을 마멸이라 하며, 재료의 마멸에 대한 저항(내마멸성)은 일정한

                  마찰거리에 대한 재료의 손실된 양을 측정하여 비교.

 

2. 비파괴시험

 (1) 자분탐상법

     - 탄소강이나 주철 등과 같이 강한 자성체 재료의 표면 가까이에 균영리 있을 때 그 재료를 자화 하면 결함의 근처에서 자속이

       표면으로부터 외부로 새어나간다. 자속이 새는 부분에는 강자성체가 달라붙는다.

     - 자화된 재료에 강자성체의 분말을 뿌리면 결함이 있는곳에 자성체 분말이 몰려 결함의 소재 위치를 알 수 있다.

 

 (2) 침투탐상법

     - 표면에 침투제를 침투시킨 다음 남은 것을 닦아내고 현상제(MgO, BaCo3)를 칭하면 결함이 검출된다.

 

 (3) 초음파탐상법

     - 초음파 (1~5Mhz)를 사용하여 검사하는 방법으로 흠집, 결함 등의 위치 및 크기를 알 수 있다.

 

 (4) 방사선탐상법

     - 감마선이 물질을 통과할 때 그 물질의 밀도 및 두께에 따라 투과후의 강도에 차이가 생긴다. 이것을 이용하여 사진필름에

      감광시켜 결함을 찾아낸다.

 

 (5) 와류탐상법

     - 금속 등의 도체에 교류를 통한 코일을 접근시켰을 떄 결함이 존재하면 코일에 유기되는 접압이나 전류가 변하는 것을 이용하며,

      시험에서 얻는 신호는 와전류의 분포, 강도, 전자장의 분포와 관계가 있어 결합을 검출하는 방법에 쓰임.

 

3. 금속조직검사

 (1) 매크로 검사(육암검사)

     - 마이크로검사 : 금속현미경과 같이 10배 이상의 배율의 현미경으로 확대하여 금속조직을 시험.

     - 매크로검사 : 10배 이내의 확대경을 사용하거나 육안으로 직접 관찰하여 금속조직을 시험.

 

 (2) 현미경조직검사

     - 시편을 채취하여 잘 연마하고 그 표면이 거울면과 같이 매끈하게 된 것을 부식제로 부식시켜 조직을 보기 쉽게 만들고

      금속 현미경으로 조직을 알아내는 방법

 

 (3) 설퍼프린트법

     - 유황의 분포를 검출할 수 있어서 편석된 불순물의 분포상태를 찾아내고 흠의 검출에 이용.