금속재료시험 .

금속재료시험 .

Ⅲ

하려거든 하고,

憐兒 多與棒

하려거든 하라.

憎兒 多與食

거 평 소 재 기 술 원

제 장 재료시험의 개요 1

재료시험 1.

재료시험의 목적은 그 재료가 사용목적및 사용조건에 적합한가를 시험하고 안전한 하중,

⑴

의 한계와 재료의 변형능력을 검토하는데 있다.

금속재료

⑵

철강재료 탄소강 주철 특수강... , ,

①

비철금속재료...Al합금, Cu합금 텅스텐 등,

②

비금속재료

⑶

비금속 무기재료 시멘트 콘크리트 유리 도자기 등... , , ,

①

비금속 유기재료 목재 고무 플라스틱 가죽 종이 등... , , , ,

②

재료시험의 분류

⑷

정적시험 인장 압축 전단 굽힘 비틀림 크리이프시험... , , , , ,

①

동적시험 충격 피로 경도시험... , ,

②

특수재료시험

⑸

연성시험

①

마멸시험

②

스프링시험

③

기타 분류방법

⑹

보통 강도시험 인장 압축 전단 굽힘 비틀림시험... , , , ,

①

피로시험 반복인장 반복압축 반복굽힘 반복비틀림 복합피로시험... , , , ,

②

충격시험 충격인장 충격압축 충격굽힘 반복충격시험... , , ,

③

크리이프시험 인장크리이프 비틀림크리이프시험... ,

④

경도시험

⑤

압입경도시험 브리넬 로크웰 비커즈 마이어경도시험... , , ,

ⓐ

반발경도시험 쇼어경도시험...

ⓑ

진자(Pendulum)경도시험 허버트진자경도시험...

ⓒ

긁힘경도시험 마르텐스경도시험...

ⓓ

기타시험 마멸 연성시험... ,

⑥

비파괴시험

⑺

방사선투과시험(RT)

①

초음파탐상시험(UT)

②

자기탐상시험(MT)

③

침투탐상시험(PT)

④

와전류탐상시험(ET)

⑤

재료시험기의 조건

⑻

정밀도및 감도가 우수할 것

①

안전성이 있을 것

②

간단하고 정밀한 검사가 가능할 것

③

내구성이 있을 것

④

취급이 간편할 것

⑤

정적시험기의 검정기

⑼

중추 검정기

①

레버 검정기

②

탄성 검정기

③

제 장 경도시험 2

경도시험의 개요 1.

압입경도시험

⑴

하중을 보올 원추 피라미드형 사각뿔 등의 압입체에 가하여 재료에 흔적을 만듬, , .

①

브리넬 로크웰 비커즈 마이어경도계, , ,

②

반발경도시험

⑵

일정한 하중을 가진 물체를 낙하시켜 반발하는 높이를 측정한다.

①

쇼어경도계

②

긋기(Scratch) 경도시험

⑶

다이아몬드 또는 굳은 재질로 시험편을 긋는다.

①

경도값 = 하중 / 긁힌 흔적의 폭

②

마르텐스(Martens) 스크래취 경도계

③

펜듈럼(Pendulum) 경도시험

⑷

자기 경도시험

⑸

비커즈경도시험 2.

실습목표

【 】

비커즈및 미소경도계의 원리와 구조를 이해하고 조작방법과 시험능력을 기른다.

①

경도시험 결과로 시험재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다, .

②

침탄처리된 철강의 유효 침탄깊이를 측정하고 판정할 수 있는 능력을 기른다.

③

재료 탄소강 침탄처리된 강,

【 】

기계 및 기구 비커즈경도계 미소경도계,

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험기는 사용전에 점검한다.

①

시험편의 표면은 기름등의 이물질에 오염되지 않아야 한다.

②

시험편의 모양이 복잡할때는 특수한 시료대를 사용해야 한다.

③

흔적의 측정시 정밀을 요한다.

④

시험편의 시험면은 매끈하게 가공되어야 한다.

⑤

시험편은 충분한 두께를 가져야 한다. (1.5d 이상)

⑥

시험편의 양면은 평행해야 한다.

⑦

미소경도시험편은 Polishing해야 한다.

⑧

시험은 순서에 따라 무리한 작동을 하지 않는다.

⑨

하중작용시간은 30 (초 강철일때는 15 20 )초

⑩ ～

실습순서

【 】

비커즈경도계를 점검한다.

①

시험편을 제작한다.

②

압자와 하중을 선정 설치한다.

③

시험편을 설치한다.

④

현미경으로 시험면의 촛점을 맞춘다.

⑤

현미경과 압자의 위치를 바꾼다.

⑥

하중을 가한 후 하중을 제거한다.

⑦

현미경과 압자의 위치를 바꾼다.

⑧

흔적의 대각선 길이를 측정한다.

⑨

경도값을 산출한다.

⑩ 관계지식

【 】

원리

⑴

년 와 가 발명 비커즈회사 제작

1925 Smith sandland

① …

누르개 대면각이 136 인 피라밋형 Diamond누르개

② … ˚

일정한 하중을 가하여 나타나는 흔적의 표면적으로써 가해준 하중을 나눈 값

③

대면각이 일 때 Vickers Hardness Test( 136° )

⑵

하중 2P Sin( /2)θ P Ｐ

① ＨV = ― = ―――――― = ―――――― = 1.8544 x ――― (Kg/mm²)

흔적의 표면적 d

Ａ ² d²

대면각이 일때

Micro Vickers Hardness Test( 136° )

⑶

매우 작은 부품 가는 선 박판 금속조직의 경도 도금층의 두께 침탄층의 깊이측정, , , , ,

①

하중 2P Sin( /2)θ P

Ｐ

② ＨMV = ―― = ――――――― = ――――――――― = 1854.4 x ―― (g/μm²)

흔적의 표면적 d

Ａ ² d²

Knoops Hardness Test

⑷

일정한 하중을 가하여 나타나는 흔적의 투영면적으로 가해준 하중을 나눈 값

①

누르개 마주보는 모서리각이 172.5 와 130 인 사각뿔 Diamond

② … ˚ ˚

흔적 네변의 길이가 같은 마름모꼴에서 긴대각선의 길이를 측정

③ …

두 대각선의 길이의 비는 7.11 : 1

④

비교적 얇은 재료및 경도가 큰 재료의 측정

⑤

P Η

⑥ K = 14227.171 x ―― (g/μm²) d²

하중은 25 3600 으로 시험

⑦ ～ ｇ

침탄경화층의 측정

⑸

침탄강을 잘라 외부에서 내부로 경도를 측정한다.

①

②유효경화층 : 표면에서 HMV513(HV550)이 되는 지점까지의 거리

③전경화층 : 경화된 표면으로부터 화학적 물리적성질의 차이를 구분할 수 없는 지점까, 지의 거리

경화층 깊이의 단위는 로서 소수 첫째자리까지 표시한다.

④ ㎜

경화층의 표시방법

비커즈경도시험 예(Mitutoyo, AVK-C2)

⑺

시험편을 제작한다 시험편은 위 아래가 평행이어야 한다.( , .)

①

하중(50 , 30 , 20 , 10 , 5 , 2 , 1 )을 선정한다.

② ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ ㎏

렌즈의 배율(×40, ×20, ×10, ×5)을 조정한다.

③

측정시간(5, 10, 15, 20, 25, 30)을 조정한다.

④

와 경도를 선택한다 Vickers Knoop .

⑤

전원을 ON시킨다.

⑥

램프의 밝기를 조정한다.

⑦

앤빌위에 시험편을 놓은 후 Elevating Screw를 올려 현미경으로 표면을 관찰 하여 깨

⑧

끗 한 부위에 고정시킨다.

를 를 시험편에 고정 Cover Indenter

⑨

를 눌러 시험 Start SW.

⑩

꒑

꒛ Cover을 돌려 Obj. Lens를 시험편에 고정

꒑

꒜ Left Knob를 돌려 왼쪽선을 흔적의 왼쪽에 맞춘다.

꒑

꒝ Right Knob를 돌려 오른쪽 선을 움직여 왼쪽선과 합친다.

꒑

꒞ Zero. Set를 눌러 영점을 조정한다.

꒑

꒟ Right Knob를 돌려 오른쪽 선의 흔적의 오른쪽에 맞춘다.

꒑

꒠ Input SW.를 눌러 d1값을 고정시킨다.

꒑

꒡ Oculat를 90°회전시킨다.

꒑

꒬ 수직 대각선의 길이를 Left와 Right Knob로 측정한다.

꒑

꒭ Input SW.를 눌러 d2값을 고정시킨다.

꒒

꒚ Hv display에 경도값이 자동계산되어 표시된다.

꒒

꒛ 램프의 밝기를 약하게 한후 전원을 OFF시킨다. 비커즈경도시험 예(TUKON 300)

⑻

시험편 연마 광내기연마( )

①

적정하중 선정설치 후, LOAD Thumb switches에 입력

②

인 경우

1000g : 10 x 100

ⓐ

인 경우 또는

500g : 5 x 100 50 x 10

ⓑ

인 경우 또는

100g : 1 x 100 10 x 10

ⓒ

전원 연결후 Weight Pan Lever를 시험상태로 하고 시험편 설치

③

시험법

경화층 깊이

경도시험

매크로시험 하중(1kg) 하중(300g)

유효 경화층 깊이 CD-H-E-2.5 CD-h-E-2.5 CD-M-E-2.5

전 경화층 깊이 CD-H-T-4.3 CD-h-T-4.3 CD-M-T-4.3

관찰현미경 배율을 Calibration Factor Thumbswitch에 입력

④

현미경 배율 100배 0.8494

ⓐ …

현미경 배율 200배 0.4261

ⓑ …

현미경 배율 400배 0.2133

ⓒ …

전원 버턴 ON시킨 후 Lamp On인지 확인

⑤

를 적정한 곳에 위치 READOUT SELECTOR

⑥

대각선의 실제길이를 측정하려면 μm 에 위치시킨 후 C

ⓐ ｢ ｣ ^.F에 ｢1.0000｣을 입력

에 나타난 값은 흔적길이가 아니고 경도값을 구하기 위한 수치 LED display

ⓑ

일 때는 Knoops Η

ⓒ ｢ K｣에 Vickers일 때는 ｢ΗV｣에 위치 시킨다.

압자와 Lens촛점과의 간격을 이동할 수 있도록 조치한다.

⑦

압자와 시험편 간격을 0.04인치로 조정

⑧

Capstan Handwheel Vernier Control Knob

ⓐ ⓑ

핸들을 가볍게 올리고 에 불이 켜졌다가 꺼질 때까지 기다린다

CRANK Test Light .

⑨

을 원위치 시키고 를 당겨 흔적에 현미경촛점을 맞춘다

Crank Handle Clamp .

⑩

꒑

꒛압흔의 대각선의 길이를 측정

대각선의 한쪽끝에 눈금을 맞추고 Zero버턴을 눌러 LED display에 0.0

ⓐ ｢ ｣

눈금을 움직여 반대쪽 끝에 맞춘 후 READ버턴을 누르면 원하는 값을 얻는다.

ⓑ

의 수치가 깜박거릴 때 는 버턴을 눌러 반대방향으로 이동

LED display Zero

ⓒ

꒑

꒜READ버턴을 누름

꒑

꒝POWER 버턴을 OFF, 시험편 제거 하중 제거,

로크웰경도시험 3.

실습목표

【 】

로크웰경도계의 원리와 구조를 이해하고 조작방법과 시험능력을 기른다

①

경도시험 결과로 시험재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다,

②

재료 각종 탄소강

【 】

기계 및 기구 로크웰경도계 슈우퍼피셜, (Superfical) 경도계

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험기는 사용 전에 점검한다.

①

시험편의 표면은 기름 등의 이물질에 오염되지 않아야 한다.

②

시험편의 모양이 복잡할 때는 특수한 시료대를 사용해야 한다.

③

흔적의 측정 시 정밀을 요한다.

④

시험편의 시험면은 매끈하게 가공되어야 한다.

⑤

시험편은 충분한 두께를 가져야 한다.

⑥

시험편의 양면은 평행해야 한다.

⑦

미소경도 시험편은 Polishing해야 한다.

⑧

기준하중을 가했을 때 긴바늘이 수직방향에서 ±5이내에 들어야 한다.

⑨ H

⑩ RC50 이상일 경우 2사 3입하여 0.5단위로 맺는다.

실습순서

【 】

로크웰경도계를 점검한다.

①

시험편을 제작한다.

②

시험편의 재질에 따라 압입자와 시험하중을 선정 설치한다.

③

시험편을 설치한다.

④

기준하중(3Kg,10Kg)으로 시험편을 누른다.

⑤

위치와 바늘이 일치하도록 맞춘다

SET .

⑥

시험하중을 가한다.

⑦

시험하중을 제거한다.

⑧

경도값을 소숫점 아래 첫째자리까지 읽는다.

⑨

기준하중을 제거한다.

⑩

꒑

꒛시험은 순서에 따라 무리한 작동을 하지 않는다.

관계지식

【 】

원리

⑴

누르개 원뿔형 Diamond,사각Diamond 또는 작은 강구누르개

① …

일정한 기준하중을 가한 후 시험하중을 가하였다가

②

시험하중을 제거한 후 흔적의 깊이 차이로 경도값을 구한다.

③

눈금 무른재료의 경도측정시

B (0 100)

⑵ … ～

눈금 단단한재료의 경도측정시

C (0 70)

⑶ … ～

누르개는 꼭지각이 120 ,끝부분의 반지름이 0.2mm인 Diamond원뿔

① ˚

비교표 Rockwell Hardness

⑷

경도 기준하중 시험하중 누르개 눈금판 계산식 비 고

A D C

10Kg

60Kg 100Kg 150Kg

Diamond Black 100-500Δ t

경질합금 침탄층. 보다 가벼운 하중으로 C

시험 B100 C70～

F B G

10Kg

60Kg 100Kg 150Kg

인치 1/16

강구 Red 130-500Δ t

매우 연한재료 연한 강재 보다 굳은재료 B

H E K

10Kg

60Kg 100Kg 150Kg

인치 강구

1/8 Red 130-500Δ t

매우 연한재료 베어링합금

( )

L M

P

10Kg

60Kg 100Kg 150Kg

인치 강구

1/4 Red 130-500Δ

t Pb및 합성수지 연한금속, R

S V

10Kg

60Kg 100Kg 150Kg

인치 강구

1/2 Red 130-500Δ

t Pb및 합성수지 연한금속, 15T

30T 45T

3Kg

15Kg 30Kg 45Kg

인치 1/16

강구 Green 100-1000 t

Δ 황동 청동의 얇은 판재, 15N

30N 45N

3Kg

15Kg 30Kg 45Kg

Diamond Green 100-1000 t

Δ 질화강및 굳은재료의 박판

고온경도시험 4.

목적 고온경도계의 원리와 구조를 이해하고 고온상태에서 각종재료의 경도값 변화를 측

⑴ …

정할 수 있는 기능을 습득한다

원리 로크웰Type으로 일정한 온도까지 상승시킨 후 시험하며 로내 온도가 균일,

⑵ …

실습순서

⑶

시험편 준비

①

와 압자선정 설치 LOAD

②

시험하중이 15, 30, 45Kg일 때 압자를 우측으로 돌린 위치 기준하중( 3Kg)

ⓐ …

시험하중이 60, 100, 150Kg일 때 압자를 좌측으로 돌

ⓑ …

POWER ON

③

에 측정온도

CONTROLLER SETTING

④

냉각수 순환

⑤

측정온도까지 가열 시간당( 200 )

⑥ ℉

기준하중을 가함

⑦

눈금바늘을 SET에 맞춤

⑧

시험하중을 가함

⑨

시험하중을 제거

⑩

경도값을 읽음

⑩

꒑

꒜기준하중을 제거

꒑

꒝FURNACE 냉각(150℉까지)

꒑

꒞제 조작 원위치 관계지식

⑷

로는 최대 1680W, 80V, 60Hz로 가열

①

시험편은 직경 2inch, 두께 3.5inch

②

비산화 분위기에서 최대가열온도는 1400 (760 )

③ ℉ ℃

산화 분위기에서 최대가열온도는 900 (480 )

④ ℉ ℃

분이면 한계온도 도달 75 80

⑤ ～

제1 Thermocouple은 시험편 온도를 측정

⑥

제2 Thermocouple은 Heating element의 온도를 측정

⑦

시험편과 로의 온도차가 없도록 서서히 승온 한다.

⑧

시간당 가열온도는 200 로 한다.

⑨ ℉

시험 후 150 까지 온도를 내린 후 시험편을 제거한다.

⑩ ℉

꒑

꒛압자의 예상수명은 25 30～ 회이다.

브리넬경도시험 5.

실습목표

【 】

브리넬경도계의 원리와 구조를 이해하고 조작방법과 시험능력을 기른다.

①

경도시험 결과로 시험재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다, .

②

재료 각종 탄소강 회주철,

【 】

기계 및 기구 브리넬경도계 유압식( ). 확대경 계산기.

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험기는 사용 전에 점검한다.

①

시험편의 표면은 기름 등의 이물질에 오염되지 않아야 한다.

②

시험편의 모양이 복잡할 때는 특수한 시료대를 사용해야 한다.

③

흔적의 측정시 직교하는 두 방향을 0.01mm까지 측정한다

④

시험편의 시험면은 매끈하게 가공되어야 한다.

⑤

시험편 두께는 압흔깊이의 10배 이상 혹은 압흔직경의, 5배 이상

⑥

시험편의 양면은 평행해야 한다.

⑦

하중을 제거할 때 압력 배출밸브를 급히 열지 않는다.

⑧

시험은 순서에 따라 무리한 작동을 하지 않는다.

⑨

오목부 중심간의 거리는 4d이상 가장자리까지는, 2.5d이상 간격

⑩

경도값이 100이하일 때 소수점 이하 첫째자리까지 구한다.

⑪

하중작용시간은 강철일 때, 15 20 ,초 연한금속일 때, 30초로 한다.

⑫ ～

실습순서

【 】

브리넬경도계를 점검한다.

①

시험편을 제작한다.

②

시험편의 재질에 따라 압입자와 시험하중을 선정 설치한다.

③

시험편을 설치한 후 압자와 시험편을 밀착시킨다.

④

배출밸브를 닫고 레버를 작동하여 하중을 서서히 가한다.

⑤

일정시간이 지나면 배출밸브를 천천히 열어 하중을 제거한다.

⑥

계측확대경(20 )배 으로 흔적의 지름을 측정한다.

⑦

경도값을 계산한다.

⑧

관계지식

【 】

원리

⑴

년 이 발표

1960 Dr. J. A. Brinell

①

일정한 하중을 가하여 나타나는 시험흔적의 표면적으로 가해준 하중을 나눈 값

②

P P 2P

B = = = (Kg/mm

③ Ｈ ―― ――― ――――――――― ²) A πDh πD(D- )

하중을 가하는 형식에 따른 분류

⑵

유압식(Hydraulic type) 레버식(Lever type)

① ②

펜듈럼식(Pendulum type) 압축공기식(Compressed type)

③ ④

누르개와 하중의 관계

⑶

P = k

① ^. D² 와 의 기준치 P D

②

볼의 지름, D

하 중(P 또는 W)Kg

시험편의 최소두께 초

20 30 (초 하중작용시간)

철강(K=30) 구리 (K=10)

연한금속 (K=5)

매우연한금속 (K=2.5) 10㎜

5㎜

2.5㎜

3,000 750 187.5

1,000 250

62.5

500 125

31.2

250 62.5 15.6

6㎜

3 6～ ㎜ 3 6～ ㎜

누르개의 한도

⑷

강구 누르개 H

① … B S 450 초경합금구 누르개 H

② … B W 650

시험편의 최소두께 D = 10mm(6mm이상). D < 10mm(6mm이하)

⑸ …

마이어(Meyer)경도시험

⑹

브리넬경도시험방법과 동일

①

일정한 하중을 가하여 나타나는 흔적의 투영면적으로써 가해준 하중을 나눈값

②

P 4P

Η

③ M = ――― = ―――

A0 πd²

쇼어경도시험 6.

실습목표

【 】

쇼어경도계의 원리와 구조를 이해하고 조작방법과 시험능력을 기른다

①

경도시험 결과로 시험재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다,

②

재료 각종 탄소강 회주철,

【 】

기계 및 기구 쇼어경도계

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험기는 사용 전에 점검한다.

①

시험편의 두께는 10mm이상으로 한다.

②

시험기는 진동이 없는 단단한 작업대 위에 수평으로 설치해야 한다.

③

시험편의 시험면은 매끈하게 가공되어야 한다.

④

누름핸들에 가하는 힘(20Kg)은 항상 일정하게 해야 한다.

⑤

시험은 순서에 따라 무리한 작동을 하지 않는다.

⑥

평균값이 70이상 최대편차가( 5이상 일 때) , Η

⑦ S71(66 73)～ 으로 표시

평균값이 70이하 최대편차가( 4이상 일 때) , Η

⑧ S65(63 67)～ 으로 표시

실습순서

【 】

쇼어경도계를 점검한다.

①

시험편을 제작한다.

②

시험기를 수평으로 설치한다.

③

시험편을 설치한다.

④

의 힘으로 실린더와 시험편을 밀착시킨다

20Kg .

⑤

시험편에 해머를 자유 낙하시킨다.

⑥

지시계의 눈금을 읽는다.

⑦

위치를 바꾸어 3회 이상 시험한다.

⑧

관계지식

【 】

원리

⑴

년 가 발명

1906 Albert F. Shore

①

일정한 높이에서 해머를 자유낙하시켰을 때 반발되어 튀어오른 높이로써 나타냄,

②

시험편의 모양과 크기 평판이나 관 넓고 불규칙한 표면에 따른 제한이 없다, ,

③

철 또는 비철 연마 또는 연마되지 않은 모든 금속제품에 이용,

④

경도계의 종류

⑵

형 풍압식 목측형 C ( : )

①

10,000 h Η

ⓐ S = ――― × ――

65 ho

담금질한 순 고탄소강을 h

ⓑ o=10inch에서 낙하시켜 h=6.5inch가 되었을때 경도값을 100으로 하며 경도 단위당 높이는 0.065inch(1.65mm)이다.

형 목측형 SS ( )

②

형 지시형 쇼어경도 단위당 높이 의 가 경도값

D ( )... (0.1238mm)(19mm 65% 100)

③

쇼어경도값이 100이상이면 고탄소강

④

쇼어경도계의 낙하하중과 거리

⑤

경 도 계 해머의 자유 낙하높이 해머중량 형 목측형

C ( ) 254mm (10inch) 2.36g(1/12oz) 형 목측형

SS ( ) 255mm 2.5g

형 지시형

D ( ) 19mm (3/4inch) 36.2g (4/3oz)

구성

⑶

Clamping Stand

①

Roll Testing Stand

②

Swing Arm

③

Post Assembly

④

Reference Bars(2)

⑤

Diamond Hammer

⑥

Head Gauge

⑦

Adjusting Gauge

⑧

V-Block

⑨

Round Brush

⑩

꒑

꒛Hammer Lifter Fork

특징

⑷

시간당 1,000회 이상 시험 가능

①

조작이 간편

②

휴대가 간편

③

시험제품에 흔적을 남기지 않는다.

④

의 경도시험이 가능 Roll

⑤

크고 작은 축 기계구조물 기관차의 과 주물 등에 적용 Die Block, , , Wheel Axles, Pipe

⑥ 장점

⑸

경도수치는 0 120까지

① ～

브리넬경도는 100 780까지

② ～

로크웰 C경도는 20 70까지

③ ～

직경 2.5인치 이하 곡면 Clamping Stand위에 V-Block사용

④ …

직경 2.5인치 이상 곡면 Roll Testing Stand사용

⑤ …

시험편을 가공하기 곤란한 구조물 등에 설치된 상태 그대로 시험

⑥

시험편의 두께

⑹

인치 Hard Steel 0.005 0.006

① … ～

와 인치

Cold Rolled Unannealed Brass Steel 0.01

② …

박판 인치

Annealed 0.015

③ …

경도값이 비슷한 재료의 비교로 재질판단하며,Η

⑺ S100이상이면 Super Hard Metal

기타 경도시험 7.

긋기(Scratch)경도시험

⑴

경도 활석 석고 방해석 형석 인회석 정장석 수정 황옥 강옥 다이아몬드

Mohs , , , , , , , , ,

① …

Martens Scratch Sclerometer

②

의 꼭지각을 갖는 원추형의 로 의 폭을 갖는 흠을 낼 때

A.90° diamond 0.01mm

가한 하중(g)이 경도값

으로 시험하여 흔적의 폭을 구한 후 역수를 경도값으로 한 것 B.20g

Micro Character

③

입방체의 꼭지각을 갖는 로 또는 으로 그은 후 흔적의 폭 을

A. diamond 3 9g ( )μ

측정하여 K= /λ² or K= /λ² 재료표면의 얇은 침탄층의 경도측정

④

부스러지기 쉬워서 다른 경도계로 시험이 곤란한 재료

⑤

매우 연한 재료

⑥

자기적 경도시험

⑵

재료의 항자력을 이용하여 상대적 경도를 결정하는 방법

①

철 니켈 코발트 등 강자성체의 항자력은 결정입자 가공 등에 영향을 받음, , , .

②

장점 재료에 어떤 변화나 영향을 주지 않고 상대적으로 비교 측정됨

③ …

단점 부분적인 경도 측정은 곤란 강자성체가 아닌 금속의 경도측정 불가,

④ …

펜듈럼(Pendulum)시험

⑶

하버트펜듈럼에 고정된 볼을 시험편 위에 올려 놓고 펜듈럼을 진동하여 처음

①

진동의 진폭 또는 10회의 진동에 대한 진동시간으로 경도를 측정 진자진동시간도 경도값에 영향을 미침

② Η

③ B550이하는 강구 사용 Η

④ B550 Η～ B1000까지는 다이아몬드 볼 사용 브리넬경도값과의 근사적인 관계

⑤ Η

ⓐ B = 13.5ΗF…다이아몬드 압입체 Η

ⓑ B = 10ΗF…강구 압입체 고온에서의 충격경도시험

⑷

제 장 3 만 능 재 료 시 험

인장시험 1.

실습목표

【 】

항복응력 인장강도 파단강도 연신율 및 단면수축율 등의 측정방법을 익힌다

1. , , , .

각종 재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다

2. , .

내력측정방법을 익힌다

3. .

재료 : 인장시험편(Fe, Al, Cu, 주철). 모눈종이

【 】

기계 및 기구 : 만능재료시험기, Vernier Calipers, V-Block, Center Punch, Hammer

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험 전에 최대하중을 예측 산출하여 시험기의 하중범위를 설정해야 한다, .

①

시험편이 규격 치수와 일치하는지 확인한다.

②

시험 전에 전자장치와 유압장치 영점조정 등을 확인한다, .

③

시험편에 표점을 표시할 때는 재료에 무리한 손상이 없도록 한다.

④

시험편을 하부척에 물릴 때 척핸들을 필요이상 돌리면 척이 떨어진다, .

⑤

시험편은 안전하고 확실하게 물려야 한다.

⑥

시험순서에 따라 천천히 시험한다.

⑦

하중을 가할 때에는 일정하게 유지되도록 해야 한다.

⑧

시험 중에 기록장치에 연결된 추를 건드리지 않는다.

⑨

시험편이 파단될 때는 폭음이 나므로 주의한다.

⑩

파단 후에는 하중조절밸브(Load Control Valve)를 즉시 원 상태로 놓는다.

①

하중이 작용할 때에는 하중속도 선도의 기록상항 시험편의 인장상태 등을 기록, , .

②

파단면을 접촉시켰을 때 폭의 중앙부에 틈새가 있는 경우에 그 틈새를 포함.

③

연신율의 수치는 KS A 0021(수치의 맺음법 에 따라 소수 첫째자리에서 끝맺음) .

④ 실습순서

【 】

시험편을 준비한다.(1 14 )호

① ～

푯점을 정하고 원단면적을 기록한다.

②

모눈종이를 설치한다.

③

하중을 선정 설치한다.

④

를 연 후 잠근다 Un Load Valve .

⑤

시험편을 설치한다.

⑥

시험기의 영점을 조정한다.

⑦

시킨다 Pump ON .

⑧

를 연다

Load Control Valve 120 .

⑨ ˚

하중속도 연신량 속도를 조정한다, .

⑩

꒑

꒛항복 하중을 읽는다.

꒑

꒜최대 하중을 읽는다.

꒑

꒝파단 하중을 읽는다.

꒑

꒞Load Control Valve를 잠근다.

꒑

꒟Pump OFF 시킨다.

꒑

꒠하부 Cross Head를 내린다.

꒑

꒡시험편을 제거한다.

꒑

꒬Un Load Valve를 열어 놓는다.

꒑

꒭모눈종이를 제거한다.

꒒

꒚각종 결과치를 구한다.

관계지식

【 】

만능재료시험기 1)

인장 압축 굽힘 휨 구부림, , ( , ), 항절 절단 시험을 할 수 있다( ) .

①

하중을 가하는 방법으로는 유압식 지렛대식 진자식 등이 있다, , .

②

시험용량은 보통 10 100톤 정도이다.

③ ～

인장시험편 2)

비철금속인 경우 봉재는 4 ,호 판재는 5호 시험편을 사용

①

봉재 시험편인 경우 보통 50mm를 푯점거리(L)로 한다.

②

L = 4 x A

③ ^1/2 = 3.54 d

인장속도 3)

최대 300mm/min, 최소 0.5mm/min

①

항복강도의 측정을 하는 경우:1.3Kg/mm

② ²/s

항복강도의 측정을 하지 않는 경우:20 80%/min

③ ～

탄성한계와 비례한계 4)

응력(Stress) 하중을 가하였을때 단위 면적당 작용하는 하중의 크기

① …

변형률(Strain) 표점거리 변화량의 원표점거리에 대한 비

② …

탄성(Elastic) 응력을 제거하면 변형은 원상태로 되돌아가는 성질

③ …

비례한계(Proportional limit)

④

곡선으로 변화하기 시작하는 점의 응력

ⓐ

응력 변형률이 비례하는 가장 큰 응력-

ⓑ

탄성한계(Elastic limit)

⑤

하중을 제거할때 시험편이 원상태로 되돌아오는 가장 큰 응력

ⓐ

응력을 완전히 제거하였을 때 재료에 영구변형이 남지 않는 최대 응력

ⓑ

실제는 어느정도 영구변형이 생기는 응력으로 규정

ⓒ

ASTM 0.001… ～ 0.03% DIN 0.01%… JIS 0.03%… 강철의 탄성계수 (1.9 2.1) x 10

ⓓ … ～ ⁶ Kg/cm² or (27 31) x 10～ ⁶ lb/in² 안정응력 0.1% off set

⒠ …

항복점(Yielding point) 하중을 제거한 후 명백한 영구변형이 인정되기

⑥ …

시작하는 점

내력 0.2%의 strain에서 평행선과 만나는 점

⑦ …

연신율의 추정값 계산 5)

파단이 표점사이의 중앙부에서 표점거리의 1/4을 벗어났을 경우

①

O1A + 2AB - 표점거리

추정값 = x 100 (%)

② ――――――――――――

표점거리

항복점 항복강도

6) ( )

응력 변형율 곡선에서 응력의 증가 없이 많은 변형율이 생기는 응력-

①

탄성한계를 지나 하중의 증가 없이 연신이 생기기 시작하는 처음의 하중을 원단면적으

②

로 나눈 값 내력시험 7)

인장시험 시 항복점이 명백하지 않은 비철금속이나 고장력강에서 0.1%, 0.2%, 0.5%등

①

의 영구변형을 일으켰을 때의 응력을 항복점으로 하는 방법 결과치 계산공식

8)

항 복 하 중 PY

항복강도(σ

① Y) = ―――――― = ―― (Kg/mm²) 원 단 면 적 Ao

최 대 하 중 Pmax

인장강도(σ

② max) = ―――――― = ――― (Kg/mm²) 원 단 면 적 Ao

파 단 하 중 Pz

파단강도(σ

③ z) = ―――――― = ―― ((Kg/mm²) 원 단 면 적 Ao

파단 후 표점거리 - 원 표점거리 L1 - Lo

연 신 율 ( ) =ε = (%)

④ ―――――――――――――――― ――――

원 표점거리 Lo

원단면적 - 파단 후 최소 단면적 Ao - A1

단면수축율( ) =φ × 100 = x 100 (%)

⑤ ―――――――――――――― ―――――

원 단 면 적 Ao

항복강도 σY PY / Ao PY L

탄성계수 (E) = = = = (Kg/cm

⑥ ―――― ――― ―――― ――――― ²)

연신율 ε ΔL/Lo Ao ΔL 강도는 고온에서 급격히 감소하나 저온메짐을 나타내지 않는다

9) Al… .

구리 내식성이 있고 열 및 전기의 전도율이 높으며 전연성이 크다

10) … .

황동 11)

구리와 아연의 합금으로 내식성이 우수하고 아름다운 광택이 나며 구리보다 값이 싸서,

①

자동차 탄피등 그 용도의 범위는 대단히 넓다, .

황동의 기계적 성질에서 인장강도는 아연 함유량과 더불어 증가하고 연신율은 30% 근

②

처에서 최대이며 경도는 35% 이상부터 증가한다. 주철

12)

보통주철

*

과 는 주조성이 우수하며 얇은 주물품 주조가 가능하여 강도가 요구되지

FC10 FC15 ,

①

않는 제품 및 부품생산에 사용된다.

과 는 주조성은 떨어지나 기계적 성질이 좋아 일반기계 외에 자동차 내연

FC20 FC25 ,

②

기관 등의 일반부품제조에 사용된다.

고급주철

*

인장강도가 25Kg/mm

① ²이상인 회주철

흑연을 미세하고 균일하게 분포시킨 주철

②

주철 주철 주철

Meehanite , Lanz , Emmel

③

특수한 제조 방법으로 강인성이 매우 큰 가단주철과 구상 흑연 주철

④ 주강

*

보통 주강은 합금원소가 포함되어 있지 않음

①

탄소 0.2%이하인 저탄소 주강 철도용 주물 자동차 공업용... ,

②

탄소 0.2 0.5%인 중탄소 주강 철도운반설비 기계부품... ,

③ ～

탄소 0.5%이상인 고탄소 주강 성형용... Dies등의 금속가공업

④

특수 주강...Ni, Cr, Mo, Mn등의 합금원소가 첨가

⑤

특히 인장강도가 크며 내식성 내열성 내마멸성 양호, ,

⑥

강

* Cr

보통 2%이하의 Cr을 첨가한 Pearlite조직의 Cr강은 Bearing재료 등의 내마멸강으로

①

사용되며,Spring강 또는 공구강에 이용되고 있다. 강

* Ni-Cr

의 것이 대부분을 이루며 조직은 로서 강인강으로 Ni 1.5 5.0%, Cr 0.5 1.0% Ferrite ,

① ～ ～

실용화되고 있다.

용도로는 축 크랭크축, (Crank Shaft), 기어 커넥팅 로드, (Connecting Rod)등의 주요

②

기 계요소로 이용된다.

강

* Cr-Mo

강에 소량의 을 첨가한 조직의 강으로 기계적성질은 강과 유사하다

Cr Mo Ferrite Ni-Cr

①

용도로는 고압터어빈(Turbine)실, 고온 보일러 부품, 펌프본체, 열간압연용 로울러

②

등에 사용된다 (Roller) .

* Poisson's Ratio

재료에 인장력이 작용하면 이와 직각된 방향에는 수축이 생긴다

①

재료에 압축력이 작용하면 이와 직각된 방향에는 팽창이 생긴다

②

순수한 인장 또는 압축으로 생긴 길이방향 세로 의( ) strain으로 직각방향 가로 의( ) strain

③

을 나눈 값

가로방향의 변형율 -ε

금속인 경우 보통

= = ( 0.2 0.4)

ν

④ ――――――――― ―― ～

세로방향의 변형율 ε

유리(0.25),강철(0.27 0.30),구리(0.33), (0.34),납 석재(0.2 0.34),주철(0.23 0.27)

⑤ ～ ～ ～

인장시험 순서 예

* (SHIMADZU, UH-30A) 시험편 준비

①

시험편은 KS규격에 맞게 정확하게 제작한다.

ⓐ

원표점거리를 표시하고 원단면적을 계산한다.

ⓑ

한다 초기시험 시 POWER(103) ON ( )

②

삐 소리와 함께 표시창 에

“ ” (149)

ⓐ

*** SHIMADZU UH-A SERIES VER. 8.2 ***

을 3초간 나타낸후 다시 “ ”삐 소리와 함께 표시창(149)에

MANUAL MODE STROKE 0.0mm

L

이 나타나면서 수동작동상태가 된다.

하중제어손잡이(129)를 RETURN쪽에 놓고 PUMP ON(125)한다.

ⓑ

실린더내부의 윤활을 양호하게 하기 위해 하중제어손잡이(129)를 OPEN쪽으로

ⓒ

해서 상부헤드가 100㎜정도 올라갔을때 RETURN으로 한다. 시험편 설치

③

을 눌러 하부크로스헤드를 내린 후 상부척에 시험편을 CROSSHEAD DOWN(128)

물리고 CROSSHEAD UP(127)을 눌러 하부크로스헤드를 적당히 올려 시험편을 하부척에 물린다.

시험하중 선정 시험편을 파괴시킬 하중을: LOAD RANGE(119)에서 선정한다.

④

하중의 영점조정

⑤

표시창 영점조정 손잡이 로 표시창 을 으로 조정

LOAD (114) :ZERO (122) LOAD (114) “0”

ⓐ 한다.

ⓑ

PEAK

RESET (121)을 눌러 하중PEAK표시창(115)을 “0”으로 한다.

표시창(149)의 STROKE값이 “0.0”이 아닐 때는 STROKE ZERO(139)를 누른다.

ⓒ

바늘의 영점조정(±5칸을 벗어났을 때) :선택

ⓓ

㉠

AUTO

MAN. (130)을 켜면 “ ”삐 소리와 함께 표시창(149)에 AUTO INT. MODE STROKE 0.0mm

L

이 나타나면서 자동작동상태가 된다.

㉡ ^FUNC2 (145), 9 , ^ENTER (148)를 차례로 눌러 표시창(149)에 INDICATOR

이 나타나면 아래 사항( )※ 을 참조하여 바늘을 영점에 맞추고

※ ＋ 숫자 ^ENTER ： 시계방향으로 숫자눈금의 칸만큼 바늘이 이동

※ － 숫자 ^ENTER ：반시계방향으로 숫자눈금의 칸만큼 바늘이 이동

※ ＋ ^ENTER ： 시계방향으로 한눈금의 1/8(30t은 1/5)만큼 바늘이 이동

※ － ^ENTER ：반시계방향으로 한눈금의 1/8(30t은 1/5)만큼 바늘이 이동 ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 아래와 같이 나타난다.

AUTO INT. MODE STROKE 0.0mm L

하중자동 절환

㉢

FUNC1 (144), 1 , ENTER (148)를 차례로 누르면 표시창(149)에 A

이 나타나며 시험시 선정하중으로 시험편을 파단시키지 못할때 자동으로 상위 하중으로 절환된다.

FUNC1 (144), 1 , ^ENTER (148)를 한번더 누르면 “A”가 사라진다. 자동절환상태가 아닐때는 시험중 하중이 선정하중에 도달되어도 절환되지 않고 시험이 정지된다.

조정 STROKE SPAN :

㉣ ^SPAN (140)을 누르면 표시창(149)에 STROKE SPAN 0.0mm

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

기억된 값을 그대로 사용하고자 할 때는 수치 입력없이 ^ENTER (148)를 누른다. 설정범위는 4～최대STROKE(200)값이며 입력이 틀렸을 경우 C (147)로 지우고 다시 입력한다.

ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 아래와 같이 나타난다. AUTO INT. MODE STROKE 0.0mm

L

㉤

AUTO

MAN. (130)을 끄면 “ ”삐 소리와 함께 표시창(149)에

MANUAL MODE STROKE 0.0mm

L

이 나타나면서 수동작동상태가 된다.

시험

⑥

수동조작시 A.

하중제어손잡이(129)를 OPEN쪽의 적당한 위치에 놓는다.

ⓐ

시험중 항복하중과 시험편 파괴후 파단하중을 읽는다.

ⓑ

자동조작시 B.

※

AUTO

MAN. (130)을 켜면 “삐 소리와 함께 표시창” (149)에

AUTO INT. MODE STROKE 0.0mm L

이 나타나면서 자동작동상태가 된다.

개의 중에서 하나만 실행한다

(4 )

※ ☞

정속 하중(LOAD) 제어

☞

ⓐ LOAD (132)를 누르면 표시창(149)에 MODE LOAD

SPEED ×.× FS/min

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 0.1 2.0(0.5)～ 이며 “바늘이 돌아가는 회전수 분 이다/ ” .

범위를 벗어났을 때는“삐삐…”소리와 함께 표시창(149) “ERROR"에 표시가 나오므로 ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓑ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE LOAD

LIMIT ××××.× tf

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 선정하중의 5% 100% (100% )～ 값 값 이다.

범위를 벗어났을 때는“삐삐…”소리와 함께 표시창(149) “ERROR"에 표시가 나오므로 ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓒ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 입력한 값들이 나오면서 MODE LOAD SPEED ×.× FS/min

LIMIT ××××.× tf 와

START SW. ? STROKE 0.0 mm

이 교대로 나타난다

입력을 다시 하고자 할때는 ^LOAD (132)를 눌러 재입력해야 한다.

ⓓ ^START (135)를 누르면 시험이 시작되고 표시창(149)에

MODE LOAD STROKE 0.0 mm 이 나타나며 STROKE값이 증가하기 시작한다.

입력된 LIMIT값이 유효하지 않을 경우 표시창(149)에 MODE LOAD

LIMIT IS NOT VALID !!

이 나타나므로 ^LOAD (132)를 눌러 재입력해야 한다. 입력된 LIMIT값에 도달했을때는 표시창(149)에

ⓔ

MODE LOAD STROKE ????.? mm LIMIT ON

이 나타나고 시험이 정지되므로 ^STOP (136), ^RETURN (138)을 눌러 시험을 종료시킨다.

가 있어도 하중은 자동으로 절환되지 않는다

“A" .

☆

시험중 항복하중과 파단하중을 읽는다.

ⓕ

시험편이 파괴되면 표시창(149)에

ⓖ

RETURN SW. ? STROKE ???? . ? mm 이 나타나서 “RETURN SW."의 입력을 기다린다.

정속 STRAIN 제어 신율계사용시( )

☞

표점간 신율측정 장치 를 설치한다

Extensometer( ) .

ⓐ

ⓑ ^STRAIN (133)를 누르면 표시창(149)에 MODE STRAIN

SPEED ××.× %/min

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 0.1 50(5)～ 이며 FS ELONG에 대한 %값이다.

범위를 벗어났을 때는“삐삐…”소리와 함께 표시창(149) “ERROR"에 표시가 나오므로 ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓒ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE STRAIN

FS ELONG ××.× mm

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 늘어날 최대예상량(1 99.9(30))～ 이다.

범위를 벗어났을때는 삐삐“ …”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므로 ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다

ⓓ ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE STRAIN

GAGE ×××.× mm

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 신율계의 표점간거리이다.

ⓔ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE STRAIN

LIMIT ××.× %

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 늘어날 최대예상량의 5.0 99.9%(99)～ 이다.

범위를 벗어났을때는 “삐삐…”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므 로

ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓕ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 입력한 값들이 나오면서 MODE STRAIN SPEED ××.× %/min

LIMIT ××.×% ELONG ××.×mm GAGE ××.×mm 와 START SW. ? STROKE 0.0 mm

이 교대로 나타난다.

입력을 다시 하고자 할 때는 ^STRAIN (133)를 눌러 재입력해야 한다.

ⓖ ^START (135)를 누르면 시험이 시작되고 표시창(149)에 MODE STRAIN STROKE 0.0 mm 이 나타나며 STROKE값이 증가하기 시작한다.

입력된 LIMIT값이 유효하지 않을 경우 표시창(149)에 MODE STRAIN

LIMIT IS NOT VALID !!

이 나타나므로 ^STRAIN (133)를 눌러 재입력해야 한다. 입력된 LIMIT값에 도달했을 때는 표시창(149)에

ⓗ

MODE STRAIN STROKE ????.? mm LIMIT ON

이 나타나고 시험이 정지되므로 ^STOP (136), ^RETURN (138)을 눌러 시험을 종료시킨다.

가 있으면 하중이 자동으로 절환된다

“A" .

☆

시험중 항복하중과 파단하중을 읽는다.

ⓘ

신율계를 시험편에서 제거한다.

ⓙ

시험편이 파괴되면 표시창(149)에

ⓚ

RETURN SW. ? STROKE ???? . ? mm

이 나타나서 “RETURN SW."의 입력을 기다린다. 정속 STROKE 제어

☞

ⓐ ^STROKE (134)를 누르면 표시창(149)에 MODE STROKE

SPEED ××.× mm/min

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 0.5 50.0(5)～ 이며 시험속도를 나타낸다.

범위를 벗어났을때는 “삐삐…”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므 로

ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓑ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE STROKE

LIMIT ×××.× mm

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 1.0～최대STROKE (200)값 이며 늘어날수 있는 최대량이다

범위를 벗어났을때는 “삐삐…”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므 로

ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓒ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 입력한 값들이 나오면서 MODE STROKE SPEED ××.× mm/min

LIMIT ×××.× mm 와

START SW. ? STROKE 0.0 mm 이 교대로 나타난다.

입력을 다시 하고자 할때는 ^STROKE (134)를 눌러 재입력해야 한다.

ⓓ ^START (135)를 누르면 시험이 시작되고 표시창(149)에 MODE STROKE STROKE 0.0 mm 이 나타나며 STROKE값이 증가하기 시작한다.

입력된 LIMIT값이 유효하지 않을 경우 표시창(149)에 MODE STROKE

LIMIT IS NOT VALID !!

이 나타나므로 ^STROKE (134)를 눌러 재입력해야 한다. 입력된 LIMIT값에 도달했을때는 표시창(149)에

ⓔ

MODE STROKE STROKE ????.? mm LIMIT ON

이 나타나고 시험이 정지되므로 ^STOP (136), ^RETURN (138)을 눌러 시험을

종료시킨다.

가 있으면 하중은 자동으로 절환된다

“A" .

☆

시험중 항복하중과 파단하중을 읽는다.

ⓕ

시험편이 파괴되면 표시창(149)에

ⓖ

RETURN SW. ? STROKE ???? . ? mm 가 나타나서 “RETURN SW."의 입력을 기다린다.

인장시험 제어

☞

ⓐ ^FUNC1 (144), 2 , ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE TENSION

SPEED ×.× ㎏ ㎟f/ ·s

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 0.1 5.0(2)～ 이며 응력속도를 나타낸다.

범위를 벗어났을 때는 “삐삐…”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므 로

ENTER (148)를 누르고 재입력하면 된다.

ⓑ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE TENSION

SPEED ××.× mm/min

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 0.5 50.0(20)～ 이며 신연의 속도를 나타낸다.

범위를 벗어났을 때는 “삐삐…”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므 로

ENTER (148)를 누르고 재 입력하면 된다.

ⓒ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE TENSION

AREA-01 ×××.× ㎟

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 시험편의 원단면적(0.1 9999)～ 이다 .

입력은 AREA 01 20～ 까지 20개의 값을 입력할 수 있다.

범위를 벗어났을 때는 “삐삐…”소리와 함께 표시창(149)에 “ERROR"표시가 나오므 로

ENTER (148)를 누르고 재 입력하면 된다.

ⓓ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE TENSION

AREA-02 ×××.× ㎟

이 나타나며 두 번째 시험편 원단면적의 입력을 기다린다.

설정범위는 시험편의 원단면적(0.1 9999)～ 이다.

설정하지 않을 때는 “0”를 입력하면 입력을 종료한 것으로 판단한다.

ⓔ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 MODE TENSION

LIMIT ××.× ㎏ ㎟f/

이 기억된 값을 나타내며 입력을 기다린다.

설정범위는 한계응력치(1 99.9)～ 이하이다.

한계응력치=LOADRANGE선정하중( )×0.03×1.2/AREA(㎏ 원단면적)( )㎟

ⓕ ^ENTER (148)를 누르면 표시창(149)에 입력한 값들이 나오면서 MODE TENSION SPEED ×× ××.×

LIMIT ××× AREA-01 ×××.× 와

START SW. ? STROKE 0.0 mm

이 교대로 나타난다.

입력을 다시 하고자 할때는 FUNC1 (144), 2 , ^ENTER (148)를 눌러 재입력한다.

ⓖ ^START (135)를 누르면 시험이 시작되고 표시창(149)에 MODE TENSION STROKE 0.0 mm 이 나타나며 STROKE값이 증가하기 시작한다.

만일 입력된 LIMIT값이 유효하지 않을 경우 표시창(149)에 MODE TENSION

LIMIT IS NOT VALID !!

이 나타나므로 FUNC1 (144), 2 , ^ENTER (148)를 눌러 재입력해야 한다. 입력된 LIMIT값에 도달했을 때는 표시창(149)에

ⓗ

MODE TENSION STROKE ????.? mm SPEED CHANGE ---→ ENTER KEY ?

이 나타나 "ENTER"key의 입력을 기다리며

ⓘ ^ENTER (148)를 누르면 LIMIT값이 변하면서 표시창(149)에 MODE TENSION STROKE ????.? mm

이 나타나고 시험은 계속된다.

가 있으면 하중은 자동으로 절환된다

“A" .

☆

시험중 항복하중과 파단하중을 읽는다.

ⓙ

시험편이 파괴되면 표시창(149)에

ⓚ

RETURN SW. ? STROKE ???? . ? mm

가 나타나서 “RETURN SW."의 입력을 기다린다.

시험편 제거

⑦

수동조작시 A.

하중제어손잡이(129)를 HOLD쪽에 놓는다.

ⓐ

최대하중을 하중PEAK표시창(115)에서 읽는다.

ⓑ

하부 상부크로스헤드에서 시험편을 제거한다, .

ⓒ

하중제어손잡이(129)를 RETURN쪽에 놓으면 상부헤드가 원위치로 내려온다

ⓓ

자동조작 시 B.

최대하중을 하중PEAK표시창(115)에서 읽는다.

ⓐ

하부 상부크로스헤드에서 시험편을 제거한다, .

ⓑ

ⓒ RETURN(138)을 누르면 표시창(149)에

AUTO INT. MODE STROKE 0.0mm L

이 나타나면서 상부크로스헤드가 원위치로 내려온다.

시험성적서 작성

⑧

파단된 시험편의 표점거리를 측정한다.

ⓐ

파단된 시험편의 최소 단면적을 측정한다.

ⓑ

결과치 계산

ⓒ

시험성적서 작성

ⓓ

인장시험 순서 예 대경태크

16. ( , DTT-701) 시험편 제작

⒜

원단면적 측정 표점거리 표시,

⒝

시험기 [전원] on [PUSH] off

⒞ ⓛ ②

[FULL] on

③

조정상태 [FT] on :

④

누르고 눈금 에 조정 SPEED [SC] 50

⑤

신량계 [POWER] on

⒟ ①

쪽에 조정 [UNIT] 0.01, up

②

하중계 [POWER] on

⒠ ①

쪽에 조정 [PULL]

②

쪽에 조정 [TRACK]

③

시험편 설치 위부분( )

⒡

시험기의 UP, DOWN으로 거리 조정

⒢

시험편 설치 아래부분( )

⒣

신량계 [RESET]

⒤

하중계 [RESET], zero조정

⒥

시험기 [SPEED] 1단계로 조정

⒦

시험상태 [FT] off :

⒧

하중계 [PEAK]쪽에 조정

⒨

시험기 [UP] : 시험 시작

⒩

시험종료시 [STOP]

⒪

하중계의 수치 읽음

⒫

시험편 제거

⒬

결과치 산출

⒭

압축시험 2.

실습목표

【 】

압축시험을 통하여 주철 또는 Al의 기계적 성질을 판정할 수 있는 능력을 기른다.

①

재료 압축시험편 모눈종이,

【 】

기계 및 기구 만능재료시험기 압축시험부품,

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험하중의 증가속도는 고르게 한다.

①

시험기의 압축펀치와 다이의 설치상태가 이상이 없는가 확인한다.

②

시험편의 휨 및 윗면과 아랫면의 평행도가 맞는가 확인한다.

③ 실습순서

【 】

시험편을 확인한다.

①

지름 및 높이를 측정한다.

②

시험기의 이상유무를 확인한다.

③

전원을 넣는다.

④

시험편을 시험기의 중앙에 설치한다.

⑤

하부 CROSS HEAD의 펀치를 시험편에 살짝 접촉시킨다.

⑥

모눈종이를 설치하고 영점을 조정한다.

⑦

시험편을 관찰하면서 하중을 서서히 가한다.

⑧

시험편이 파괴된 즉시 하중조절밸브를 원위치 시킨다.

⑨

파괴된 시험편의 지름과 높이를 측정한다.

⑩

꒑

꒛보고서를 작성한다.

관계지식

【 】

압축시험이란

1) ?

압축력에 대한 재료의 저항력인 항압력을 시험하는 것

①

압축에 의한 압축강도 비례한도 항복점 탄성계수등을 결정, , ,

②

압축강도는 메진 취성 재료에서 잘 나타난다( ) .

③

연강은 일반적으로 압축한계가 인장시험 결과와 일치하므로 압축시험을 않음

④

연성재료는 파괴를 일으키지 않으므로 균열이 발생하는 응력

⑤

내압재료에 적용 주철 베어링합금 벽돌 콘크리트 목재 타일 플라스틱 경질고무, , , , , , , ,

⑥

주철의 압축시험 시 55 에서 잘 파괴된다.

⑦ ˚

접촉면의 마찰감소를 위해 주물은 흑연을 강재 및 비철은 기계유등을 사용

⑧

이론 취성재료의 전단응력에 의한 파손은 미끄럼면과 하중의 방향에서 생기 Naviers ---

⑨

는 내부마찰설로 설명

보통 압축치가 인장치보다 3%정도 높다

⑩

압축시험편 2)

양쪽 단면이 완전히 평행이 되도록 가공한다.

①

압축시험편의 길이

②

봉재 금속재료 콘크리트 L = ( 1.5 2.0 ) d ( , )

③ ～ …

각재 목재 석재 L = ( 1.5 2.0 ) b ( , )

④ ～ …

압축의 구분 3)

시험편의 길이에 따른 구분 1)

압축시험시 단면 치수에 대한 길이의 비는

①

단주시험편일 때 h = 0.9d 베어링 합금

② …

중주시험편일 때 h = 3d 일반금속재료 항압력 측정( )

③ …

장주시험편일 때 h = 10d 탄성계수 측정

④ …

가압면적에 따른 구분 전면압축 부분압축

2) … ,

압축하중의 작용위치에 따른 구분 중심압축 편심압축

3) … ,

압축응력의 계산 4)

최대 하중 P 압축강도 : σ

① c = ―――――― = ―― (Kg/mm²) 원 단면적 Ao

시험 전 높이 시험 후 높이- ho - h1

압 축 율 : ε

② c = ―――――――――――――― x 100 = ―――― x 100 (%)

시험전 높이 ho

시험 후 최대단면적 원 단면적- A1 - Ao

단면수축율: φ

③ c = ―――――――――――――― x 100 = ――――― x 100 (%)

원 단면적 Ao

굽힘시험 3.

실습목표 굽힘시험을 통하여 각종재료의 기계적 성질을 판정할 수 있다.

【 】

재료 굽힘시험편

【 】

기계 및 기구 만능재료시험기 굽힘시험용부품,

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험편과 누르개의 사이에는 기름을 칠하지 않는다.

①

중심부를 눌러야 한다.

②

시험편의 폭은 받침대의 폭보다 좁아야 한다.

③ 실습순서

【 】

시험편의 측정 확인,

①

시험기의 이상유무 점검 전원, ON

②

받침부사이의 거리 확인 조정,

③

누르개가 받침부 중앙인가 확인

④

하중을 가하여 시험

⑤

시험편이 규정대로 휘면 시험종료

⑥

보고서 작성

⑦

관계지식

【 】

굽힘시험 1)

단강품 주강품 각종 압연강재 관재 리뱃재 비금속판 등의 소성가공성을 시험, , , , ,

①

시험편을 규정의 안쪽 반지름으로 굽힌 각도가 규정의 수치로 될 때까지

②

구부릴 때 굴곡부의 바깥쪽에 파열및 기타의 결함유무를 조사

안쪽반지름---굴곡된 시험편의 안쪽이 굴곡모우먼트를 받고 있는 상태에서

③

구부러진 곡면을 말하지만 시험에 사용된 누르개 축 또는 다이 끝의 반지름 굴곡각도---끝의 직선부분이 이루는 각이 180 에 대하여 이루는 각도

④ ˚

밀착---안쪽반지름이 “0”이고 굴곡각도가 180 일 때

⑤ ˚

시험온도---5 35 (20 ±2 )

⑥ ℃～ ℃ ℃ ℃

굴곡부 바깥쪽의 파열 및 기타 결점의 유무를 관찰

⑦

굽힘저항시험(Bending resistance test)...굽힘에 대한 재료의 저항력,

⑧

재료의 탄성계수 및 탄성에너지를 결정

굽힘균열시험(Bending cracking test)...전성 연성 및 균열의 유무를 시험,

⑨

시험방법 2)

감아굽히는 방법 시험편의 한끝을 고정시키고 시험편에 축 또는 형을 끼워...

①

하중을 가하여 굽히는 방법

눌러 굽히는 방법 지지대를... L=2r+3t로 놓고 시험편의 중앙을 누르는 방법

②

블록으로굽히는 방법 블록에 시험편을 얹고 누름공구에 하중을 가하는 방법

V ..V

③

시험편의 종류 가 나 다 라 마 마 바호 등 종 3) ... , , , , 1, 2, 7

PL π

최대굽힘응력

4) σB = ――― / ――― d³ 4 32

전단시험 4.

실습목표

【 】

전단시험기의 원리와 구조를 이해하고 조작방법과 시험능력을 기른다, .

①

시험재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다, .

②

재료 전단시험편

【 】

기계 및 기구 전단시험기

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험기의 사용 전 이상유무 확인

①

전단면에 이물질 제거

②

시험편의 규격 확인

③ 실습순서

【 】

시험기를 점검한다.

①

시험편을 제작한다.

②

시험편을 설치한다.

③

적당한 하중을 설치한다.

④

파괴될 때까지 시험한다

⑤

전단응력을 계산한다.

⑥ 관계지식

【 】

어떤 재료에 최소의 하중으로 전단시킬 때의 응력 1)

전단응력은 하중을 전단면적으로 나눈값 2)

인장형과 압축형 전단장치 3)

두께 인 판을 직경 인 원형 전단기로 전단했을 때 하중이 이었다

4) 2.5mm 30mm 8950Kg .

P 8950

= = = 3800 Kg/cm

τ ――― ――――――――― ² ( P = π τdt ) dt 3.14 x 3 x 0.25

π

제 장 각종 재료시험 4

충격시험 1.

실습목표

【 】

충격시험기의 원리와 구조를 이해하고 조작방법과 시험능력을 기른다, .

①

충격시험을 통하여 재료의 기계적 성질을 비교 판정할 수 있는 능력을 기른다, .

②

재료 충격시험편(Fe, 주철)

【 】

기계 및 기구 충격시험기

【 】

안전 및 유의사항

【 】

시험기의 사용 전 이상유무 확인

①

브레이크 핸들 및 작동상태 확인

②

시험편의 규격 확인

③

해머의 위치는 필요이상으로 올리면 위험

④

시험편의 홈이 중앙에 위치하는지 확인

⑤

해머의 운동범위 내에 장애물이 없는지 확인

⑥

충격값은 소숫점 첫째자리까지 구한다.

⑦ 실습순서

【 】

시험기를 점검한다.

①

시험편을 제작한다.

②

시험편을 설치할 수 있을 정도로 해머를 올린다.

③

시험편의 노치부분이 해머중심과 일치되도록 놓는다.

④

해머를 소정의 각도까지 천천히 올린다.

⑤

각도 지시바늘을 정 위치에 놓는다.

⑥

안전한 상태에서 해머 죔쇠 레버를 당겨 해머를 낙하시켜 시험편을 파괴시킨다.

⑦

브레이크 레버를 당겨 해머를 정지시킨다.

⑧

지시판에 지시된 각도를 읽는다.

⑨

파괴된 시험편의 파단면을 관찰한다.

⑩

꒑

꒛충격값을 산출한다.

관계지식

【 】

충격시험 1)

목적 충격력에 대한 재료의 충격저항을 시험 즉 재료의 인성과 취성을 시험... ,

①

인성 충격적인 힘이 작용하였을 때 파괴가 잘 되지 않는 질긴 성질...

②

취성 메짐성( )...파괴되기 쉬운 여린 성질

③

특히 저온에서의 취약성을 조사하는 기초 시험

④

시험기의 분류 2)

인장 충격 충격 압축 충격 굽힘 충격 휨 시험 보통 충격시험, , , ( )

①

단순보상태의 샤르피와 내다지보의 아이죠드

②

충격 휨 시험 단일충격시험 샤르피 및 아이죠드 길레리 올센... ( ( , )),

③

반복충격시험 마쯔무라( ), 고속충격시험 로타리벤딩( ) 형식 샤르피 아이죠드 샤르피 아이죠드 복합 충격 시험기... , , -

④

충격시험편 3)

아이죠드 시험편...1 (호 길이 75mm), 2 (호 길이 130mm)

①

샤르피 시험편...3 (호 길이 55mm), 4 (호 길이 55mm), 5 (호 길이 55mm)

②

충격 시험법 4)

충격에너지는 1회충격으로 시편을 파괴시켜 파괴될 때의 소비된 에너지로 구함

① E=E

② 1-E2=Wh1-Wh2 = WR(1-cos )-WR(1-cos ) = WR(cos -cos )α β β α (Kg m)․ E W R (cosβ - cos )α

U = = (Kg m/cm

③ ―― ――――――――――――― ․ ²)

Ao Ao

시험 전 해머 각 시험 후 해머 각

: , :

α β