마모시험

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마모시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험에 관련된 이론 및 용어
3. 실험 재료 및 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 참고 문헌

본문내용

결과
6. 고찰
7. 참고 문헌
1. 실험 목적
● 압력을 받아 접촉하는 두 물체가 상대운동을 하여 일어나는 재료의 손모, 손상현상을 마모라고 한다.
● 재료의 내마모성을 평가하기 위함
● 주어진 윤활조건에서 모의시험 통해 가장 좋은 재료를 고르거나 재료의 적합한 가장 좋은 윤활 방법을 찾는 것
● 마모량이 어떤 한계를 넘으면, 그 기계는 사용하지 못하게 되므로 마모는 기계의 수명을 결정하는 가장 중요한 인자 중의 하나이다.
● 마모에는 두 물체가 서로 슬라이딩 운동을 통해 일어나는 소위 슬라이딩 마모 외에 전동운동, 충돌운동 등에 의한 경우도 있다.
2. 실험에 관련된 이론 및 용어
1)이론
재료시험의 하나로 재료가 마모에 잘 견디는가 하는 것은 다른 기계적 성질과는 달리, 짝이 되는 상대재료 및 조합조건(組合條件)에 따라 현저하게 달라진다. 서로 접촉하는 재료의 조합이나, 시험면의 건습(乾濕) 등의 주위 조건, 접촉면의 미끄럼운동 조건[摺動條件] 등에 따라서 마모 특성이 좌우된다. 또 마모현상에도 요철면(凹凸面) 중에 돌출부가 마모되거나, 또는 마모로 생긴 단단한 가루에 의해 다시 다른 부분이 깎인다거나, 냉간가공(冷間加工)에 의해 경화된 표면이나 피로(疲勞)한 부분이 물러져서 박리(剝離)되거나, 접촉면의 용착(熔着)이나 용융(熔融)에 의해서 흠이 생겨 소모되는 등 여러 경우가 있다. 더욱이 접촉면의 미끄럼속도나 접촉압력에 의해서도 발생하는 현상이 다르기 때문에, 재료의 마모성을 단일 시험방법에 의해서 간단히 결정할 수 없다.
이 때문에 마모시험은 목적에 적합한 조건하에서 실시하는 것이 필요하다. 현실에 입각한 시험을 하기 위해서는 미소한 양의 마모가 일어나는 상태에서 해야 하므로, 결국 장시간 시험을 실시하지 않으면 정확한 측정은 할 수 없게 되며, 이와 같은 것은 실제로는 시간적으로 허용되지 않는다. 따라서 이것을 단시간에 끝내려고 하면 조건을 가혹하게 하여 시험을 하게 되므로, 결과가 반드시 도움이 되는 것이 얻어진다고는 할 수 없다. 마모시험에는 전용(專用) 시험기가 사용된다.
[출처] 마모시험 [摩耗試驗, abrasion test ] | 네이버 백과사전
2)용어
●슬라이딩 마모 현상
①취면마모(연삭마모) : 접촉부의 요철이 물려지는 것에 의한 역학적 파괴마모이다.
②응착마모 : 실제의 접촉부분이 높은 압력을 받아서 변형하고, 청정표면이 나타나서 양물체 사이에서 확산, 용융이 일어나 응착해서 일어나는 형식의 마모이다.
접촉부분이 용융상태에서 분리될 때에 물질이행이 일어나는 경우를 용융마모라고 말하며 응착마모와 구별할 수 있다.
응착마모에 비해서 용융마모 쪽의 마모량이 일반적으로 적으나 접용부의 온도가 현저하게 상승해서 그 면적이 확대되면 소착을 일으켜서 마모량이 급격히 크게 된다.
③산화마모 : 계면에 화학변화가 관여하는 화학마모 또는 부식마모의 일종이다.
적당한 산화는 응착방지 역할을 하지만 지나친 산화는 마모를 촉진한다.
마모시험의 초기상태는 접촉면의 접촉상태가 불안정하여 마모량이 일정하지 않다.
이것을 초기마모라고 한다.
④부식마모 : 분위기나 윤활제의 부식작용과 마찰의 기계적 작용이 같이 일어나면서 생기는 마모
⑤표면피로마모 : 표면에서의 반복접촉에 의한 피로 때문에 균열이 생겨 일어나는 마모
3. 실험 재료 및 기구
마찰기구의 관점에서의 분류
-한쪽 또는 양쪽의 접촉면은 끊임 없이 변화하지만, 정해진 길에 따 라서 마찰하는 시험
-반복마찰
시험기의 특징
-마찰 트랙에 홈이 생기고 작은 시험편이 여기에 끼이게 되어 그 측면에서 별도의 마모가 일어난 다.
● 마모시험기
● 시험편
알루미늄606
알루미늄 코팅
4. 실험 방법
1. 측정변수
- 하중, 속도, 분위기는 실험하기 전에 결정됨.
- 측정 변수 : 기계량, 열량, 물질량
(1) 기계량
마찰력, 마찰계수(변형게이지나 토크셀로 측정), 진동 및 소음
(2) 열량
온도(열전대로 측정)
(3) 물질량
마모율
(4) 기타
윤활막 두께(광학현미경, 정전용량, X-선을 이용)
표면손상(사진, 표면 Profile)
2. 마모량
- 직접측정방법
(1) 시편의 형상변화
- 길이변화
- 단면적 변화
- 부피변화
(2) 시편의 질량변화
(3) 마모되어 나간 재료의 부피
- 상대적 측정방법
(4) 시간에 따른 마모량
(5) 거리에 따른 마모량
(6) K=마모부피/(하중 N거리)(마모계수 : mm3/N Nm)
(7) K′ = (마모부피 N경도)/(하중 N거리) (Archard’As 마모계수)
3. 마모시험 주의사항
(가) 시험시 핀은 반드시 시작 전에 깨끗이 닦아야 한다.
(나) 경계윤활 시험할 때는 유체윤활이 되지 않도록 주의하여야 한다.
(다) 미끄럼 시험에서 접촉면의 반복접촉 때 시간간격이 실제상황과 비슷해야 함.
(라) 진동은 격리되어야 한다.
(마) 시험 시간동안 시험조건을 바꾸지 말아야 한다.
(바) 변수의 영향을 연구할 때는 독립적인 시험을 반드시 수행하여야 한다.
알루미늄606시험편의 마모시험 전,후의 사진
5. 실험 결과
알루미늄606마찰하중
알루미늄606 변위
알루미늄코팅 (육안으로 식별이 어려움)
알루미늄코팅마찰하중
알루미늄코팅 변위
6. 고 찰
마모시험에 영향을 미치는 요인
(1) 재료특성
재료의 성분, 평균입경(grain size), 탄성계수, 열전도도, 가공경화 특성, 경도 등
(2) 시험방법 및 시편
시편의 모양, 하중, 움직임의 종류, 표면 거칠기, 진동, 왕복 및 회전주기
(3) 분위기
온도, 습도, 분위기(불활성 가스, 진공, 산소 분위기), 청정도 등
(4) 윤활방법
윤활제의 종류, 윤활유 안정도, 윤활조건 등
이러한 요인들을 고려해 시험을 해야 된다는 것을 알게 되었다.
알루미늄606은 실험 후에 육안으로 식별이 가능했지만,
알루미늄코팅 같은 경우는 실험 전,후를 육안으로 식별하기가 어려웠다.
다음에 또 이런 기회가 생긴다면 실험 전,후 식별이 뚜렷하게 되는 시험편을 가지고 실험을 해보고 싶은 생각이 들었다.
7. 참고 문헌
네이버 백과사전
http://blog.daum.net/sacpak1/4567129
http://cafe.naver.com/datacar/1486

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