[금속재료공학] Al 7075 가공조건에 따른 조직관찰, 경도, 충격 시험

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[금속재료공학] Al 7075 가공조건에 따른 조직관찰, 경도, 충격 시험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

, 3회 반복하면 연마의 능률을 높일 수 있으며, 특히 연마중에 발생된 유동층을 제거할 수 있다. 기계정마가 끝난 시편은 흐르는 물에서 탈지면으로 연마 찌꺼기를 제거하고 알코올 스프레이나 초음파세척리로 완전한 경면을 만든다.
이상의 기계정마가 끝난 시편은 부식과정으로 들어가는데 기계정마를 잘못하면 금속의 유동층이 발생할 염려가 있고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 이에 비해 전해정마는 유동층 발생 염려가 없고 연마에 필요한 시간이 짧다는 이점이 있다.
이 전해연마 방법은 시편을 양극으로 하고 납이나 스테인리스강을 음극으로 하여 전기를 통하면 시편의 관찰면에 있는 볼록부분에 전류가 집중되어 용해되므로써 평평한 면을 얻는 방법이며 적당한 전해조건(전해액, 전류밀도, 음극재료 등)에 의해 여러 가지 금속을 연마할 후 있다.
(3) 부식(etching)
부식하지 않은 연마면에서는 모상과 색이 다른 상이라든지, 비금속개재물 등이 있는 경우를 제외하고는 아무런 조직도 볼 수 없다. 그렇기 때문에 적당한 부식액(etchant)으로 관찰할 연마면을 부식시키면 결정입계, 상의 경계, 상의 종류, 결정방향 등이 부식 정도에 따라 다르게 나타나므로 조직을 관찰할 수 있게 된다.
보통 부식액은 금속의 종류, 조직 관찰의 목적 등에 따라 다르며 동일 금속에 대해서도 여러 가지 부식액이 있으므로 적당한 부식액을 선택하여 사용해야 한다.
부식은 시계 접시에 담긴 뿌식액속에 시편을 침적시키거나, 부식액을 묻힌 탈지면으로 시편의 표면을 적셔서 실시하며 시편의 연마면에 흠이 가지 않도록 주의한다.
보통 부식 시간은 수초에서 수분사이에 실시하지만 부식액의 농도, 온도, 종류 및 금속재료의 종류에 따라서 달라지므로 부식 정도는 몇 번의 연습에 의한 경험으로 식별하도록 한다.
일반적으로 저배육의 관찰에서는 조금 지나친듯한 부식(over etching)이 좋고 고배율의 관찰에서는 약간 부족한 듯한 부식이 좋다.
부식 정도가 적당한 정도로 되면 시편을 흐르는 물에 씻어 부식액을 완전히 제거하고 연마면에 알코올을 몇방울 떨어뜨려 자연 건조시켜 연마면에 얼룩이지지 않도록 한다. 이 때 연마면에 흠이 가지 않도록 주의한다.
(4) 현미경 검사
시편의 연마와 부식이 끝나면 금속현미경으로 조직을 관찰한다. 금속현미경은 시편에 수직으로 광선을 입사시켜 반사된 빛에 의해서 관찰하게 된다. 시편을 시편대 위에 올려 놓을 때에는 시편이 광축에 똑바로 수직이 되게 하기 위하여 평압기를 사용한다. 시편을 시편대 위에 올려 놓은 후에는 다음의 조작에 의하여 조직을 관찰한다.
1) 먼저 접안렌즈를 뽑아내고 그 속을 들여다보면서 유리판의 밝기가 균일하게 되도록 광학의 위치와 유리판의 회전을 조정한다. 밝기가 균일하고 또 중심부에 밝은 부분이 위치하는가를 확인하기 위해서 시야 조리개와 밝기 조리개를 조절한다. 완전하게 되었을 경우 접안렌즈를 끼우고 저배율에서 대체적인 초점을 맞춘다.
2) 다음은 초점 조정을 한다. 우선 저배율 대물렌즈를 사용하여 육안으로 보면서 시편의 대물렌즈를 가까이 접근시킨 다음 접안렌즈를 통하여 조동 손잡이로 대강의 초점을 맺힌 후 미동 손잡이로 정확히 초점을 맞춘다.
고배율로 관찰할 필요가 있을 때는 대물렌즈의 변환기를 회전시켜 고배율의 대물렌즈로 바꾸고 미동손잡이에 의해서 초점을 맞춘다. 또한 1000배 이상의 고배율에서 관찰할 때에는 유침계렌즈를 사용하여, 이 때 렌즈와 시편사이에는 기름을 채운다.
3) 초점이 맞은 상태에서 조직을 관찰하게 되는데 관찰 요령은 다음과 같다. 우선 처음의 관찰 배율은 100, 200배 정도의 저배율이 좋으며 차차 고배율로 옮기도록 한다.
그 이유는 처음부터 고배율로 관찰하게 되면 전체적인 조직의 특징을 알 수 없게 되며 국부적으로만 관찰하게 되기 때문이다.
현미경 사진을 촬영할 경우에는 특히 초점을 잘 맞추고 적당한 배율, 밝기 등을 조절해서 일반 사진을 촬영할 때와 같은 방법으로 촬영한다. 또한 35mm필름을 사용해서 촬영할 때에는 고감도 필름(ASA 100이상)이 노출시간도 짧고, 시야가 어두울 때도 유리하지만 명암이 약해지지 때문에 보통 ASA 50 이하의 필름이 좋다.
관찰된 조직은 반드시 부식액, 부식시간, 배율 등을 적어 놓도록 한다.
4) 렌즈의 분해능은 시편중의 2점을 보고 구분할 수 있는 최단거리(D), 즉 빛의 파장을 λ, 렌즈의 개구수(대물렌즈에 표시되어 있음)를 N.A라고 하면 D=0.61λ/N.A로 나타낼 수 있다. 광학현미경에서 렌즈계(주로 대물렌즈의 N.A)를 적절히 선택하므로서 0.25μ(유침계 렌즈), 0.5μ(건조계 렌즈) 정도까지의 미세조직을 식별할 수 있다. 현미경의 배율은 렌즈의 개구수(N.A)의 500∼1000배로 택하는 것이 바람직하다.
3. 경도시험
기계공업상, 경도 시험은 재료의 검사방법으로 일상적으로 사용되는데도 불구하고, 경도의 개념을 경험적으로 알 수 있어도 확실히 정의하는 것은 곤란하다.
일반적으로 재료의 작은 부분에 힘을 가하여 변형시킬 때, 재료가 나타내는 저항력이라고 생각된다. 저항력이 큰, 즉 딱딱한 재료는 강도와 내마모성이 크고, 신율과 단면 수축율이 작으므로 그 기계적 성질도 추측할 수 있다. 측정방법은 사용목적, 시료편의 재질 등에 따라 여러 가지 종류가 있기 때문에 경도는 「-식 경도」로 나타내며 그 가가각의 경도에는 많은 경우, 이론적인 연관성이 없고 단위도 붙이지 않는다. 겨도라는 용어에 대한 보통 설명은 압입저항, 마모저항, 반발저항등으로 표시한다.
(1) 압입경도시험(indentation test)
압입경도시험은 압입체를 시험편에 누를 때의 변형에 대한 저항력의 크기를 경도값으로 나타내는 것으로 일정하중에서의 변형의 크기를 이용하느 s방법, 영구변형의 크기에 의한 방법, 일정한 크기의 압입에 필요한 하중의 크기로 표시하는 방법이 잇다. 이것은 압입체를 재료의 표면으로부터 압입하였을 때, 압입된 자국의 표면적의 단위면적당 응력으로 표시되며, 재료의 저항을 측정하는 시험이다. 압입체는 보통 구형, 피라미드형, 원추형이며, 시험하고자 하는 재료보다 훨씬 더 단단한 재료, 즉

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미세조직관찰,   경도시험,   충격시험,   Al 7075