Charpy impact test(충격실험)

목차

<실험요약>-----------------------------------------------------<1>

<목차> -----------------------------------------------------<2>

<서론> -----------------------------------------------------<3>
1.실험의 목적-------------------------------------------------<3>
2.실험이론----------------------------------------------------<3>

<본론> -----------------------------------------------------<5>
3.실험장치----------------------------------------------------<5>
4.실험방법----------------------------------------------------<6>
5.실험 시 주의사항--------------------------------------------<6>
6.실험결과----------------------------------------------------<7>
7. 용어정리---------------------------------------------------<8>
8.Charpy 충격 시험에 영향을 주는 요인-------------------------<9>

<결론> ---------------------------------------------------<9>
9.결론 및 고찰------------------------------------------------<9>
ⅰ)실험결과 비교분석------------------------------------------<9>
ⅱ)실험을 통해 알게된것과 궁금한 것---------------------------<9>
10.참고자료---------------------------------------------------<10>

[그림1]Charpy 충격실험의 원리---------------------------------<3>

[그림2]시험편-------------------------------------------------<5>

[그림3]Charpy 충격시험기--------------------------------------<6>

[그림4]시험후 시험편------------------------------------------<7>

[표1]충격 시험결과표------------------------------------------<7>

[그래프1]결과그래프-------------------------------------------<8>

본문내용

= 1.67 Kgfm
충격치 : 21.28 Kgfm / 0.8Cm2 = 26.6 Kgfm / Cm2
[그래프1]
7. 용어정리
파괴인성(fracture toughness)
파괴인성은 KIC로 표기하며, 단순 일축하중하에서 갑작스러운 파괴를 일으키는 데 필요한 균열선단에서 응력강도인자의 임계값이다. 아래첨자I는 I형(일축)하중을 나타내고 C는 임계를 나타낸다. 일반적으로 파괴인성값은 다음과 같이 주어진다.
KIC=Y
Y는 1정도인 무차원 기하학적 인자이고 f는 파괴시 가해진 전체응력이며 a는 표면 균열길이(또는 어느 내부 균열길이의 1/2)이다. 파괴인성(KIC)의 단위는 MPa이다.
KIC가 나타내는 인성의 미시적 개념은 인장 및 충격시험의 거시적 측정으로 나타낸 인성의 개념과 일치한다. 균열선단 부근에서 소성변형의 가능성이 거의 없는 취성이 큰재료는 KIC값이 낮고 갑작스럽게 파괴되기 쉽다. 이와 대조적으로 연성이 큰 합금은 파괴되기 전에 미시적 및 거시적 규모로 실질적인 소성변형을 일으킬 수 있다.
천이온도(transition temperature)
금속온도범위에 따른 연성과 인성의 변화를 가져오는 온도를 재료의 천이온도라 한다.천이온도에 영향을 주는 인자들로는 재료의 조성, 미세조직, 결정립도, 시편의 형상 및 표면정도, 변형속도 등이 있다. 변형속도가 빠르거나, 소재형상의 변화가 심하거나, 표면에 노치가 있으면 천이온도는 상승된다.
인성(toughness)
진응력-진변형률곡선의 아랫부분 면적이 그 정의가 되며 파괴를 일으키는 데 필요한 단위 체적당 일의 측정값으로 일반적으로, 인성재료들은 비교적 높은강도와 연성을 갖는다.
연성(ductility)
상온에서 재료를 인장하거나 굽힘등의 외력에 의해서도 파괴됨이 없이 재료가 어느 정도 변형될 수 있는가 하는 변형한계의 능력을 뜻하는 것으로 변형능이라 불린다.
인장과 압축, 비틀림, 굽힘 등의 외력에 의해 생기는 늚, 수축, 비틀림, 굽힘 등의 정도에 의해 그 값이 정해진다. 일반적으로 금속재료의 연성은 인장 시험에서 얻은 전 연실율 또는 수축률로 나타내며, 연성이 큰재료를 연성재료라 한다. 강하고 경도가 큰 재료는 보통 연성이 부족하고 취성을 가지는 경향이 있다.
취성(brittleness)
충격에 약한 성질을 취성이라 하며, 소성변형하는 능력이 작은성질로 충격시험에 있어서 충격치의 대소로써 주로 측정된다. 취성이 강한 성질의 재료를 취성재료라 한다.
8.Charpy 충격 시험에 영향을 주는 요인
ⅰ)팬둘럼이 위치에너지에서 운동에너지로 전환 할 때 생길 수 있는 공기의 마찰과 팬둘럼이 고정되어 있는 링크와의 마찰, 그리고 시험편과의 충격시에 생길 수 있는
마찰 등이 있다.
ⅱ)시험편 노치부의 형태에 따라서 다른 결과 값을 갖는 결과로 보아 홈이 파여있는
모양에 따라 에너지의 형태가 각기 다른것을 알 수 있다.
ⅲ)측정할 때 팬둘럼과 시편사이의 접촉점이 정확이 맞았는가에 대해서도 영향을 미칠
수 있는 요인으로 작용할 수 있다.
<결론>
9. 결론 및 고찰
ⅰ)실험 결과 비교분석
각기 다른 모양의 시험편을 시험해 본결과 그 결과가 각기 다른 것을 알 수 있었다.
노치부의 단면적과 팬둘럼의 충격을 받아 응력이 집중되는 부분이 다른면에서 시험편
이 흡수하는 에너지의 양을 알 수 있었다.
3번은 시험편에 파놓은 깊이가 1번과 같지만 팬둘럼과의 접촉면이 1번에 비해 많이
큰 시험편으로 실험시에도 1번과 2번은 완전히 절단되었지만, 3번은 완전히 절단되지
않음을 볼 수 있었다. 결과 값에서도 3번은 흡수에너지가 적은 것으로 도출되었다.
이는 한곳에 응력이 집중되지 않음으로써 다른 시험편과는 다르게 견딜 수 있었던
것으로 생각된다.
1번, 3번 시험편과 2번 시험편을 통해 노치부의 단면적이 작은 부재가 더 많은
흡수에너지를 갖음을 알 수 있었다.
ⅱ)실험을 통해 알게 된 것과 궁금한 것
노치의 형상에 따라 시험편에 걸리는 에너지가 각각 다르다. 특히 충격 시 시험편에
걸리는 응력에 집중도에 따라서 시험편에 미치는 영향이 다르다는 것을 알 수
있었다.
결과 보고서를 쓰다가 자주 보게 된 내용인데, 금속은 온도에 많은 영향을 받는
것으로 알고 있다. 온도에 따라서 달라지는 정도와 현상에 대해, 그리고 그 이유에
대해서 궁금증이 생겼다.
10. 참고자료
공업재료가공학 33P-Seroe Kalpakjian(반도출판사)
최신재료학 14P-김정근, 김상호, 김영철(골드출판사)
최신기계재료학 164P-강기주, 이윤경(진영사)

키워드

Charpy impact test,   Charpy impact ,   Charpy,   충격실험,   샤르피