샤르피 충격시험 : 충격력에 대한 재료의 충격저항을 시험하는데 사용하며 충격시험에서 재료를 파괴 할 때, 그 재료의 인성 또는 취성을 시험한다.

소개글

샤르피 충격시험 : 충격력에 대한 재료의 충격저항을 시험하는데 사용하며 충격시험에서 재료를 파괴 할 때, 그 재료의 인성 또는 취성을 시험한다.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험 목적

실험 장치

실험 이론

실험 방법

실험 결과

결과분석 및 고찰

참고문헌

본문내용

저항으로 생기는 에너지 손실은
시험기용량의 0.5%를 초과해서는 안된다. 또한 시험기의 종합오차는 충격 기준편(미국 MTL 공급)의
흡수에너지의 측정값으로 평가한다. 이때 각 에너지 단계별 기준치에 대한 평균치의 허용오차는
±0.15kgfm또는 기준치의 +10%,-5%의 어느 것이든 큰 값이내 이어야 한다.
충격 시험의 개요
재료의 인성은 정적 인장시험에서 신연 및 단면수축으로 어느정도까지는 판단할 수 있으나 이것으로는
불충분하다. 특히 니켈 크롬 강철의 템퍼 브리틀네스와 같은 성질은 인장시험에서는 알 수 없으나
충격시험으로서는 그 내용을 잘 알 수 있다. 충격시험 결과에는 대차가 있다. 특히 열처리한 시편에
이러한 차이가 큰 영향을 미치는 일이 많다. 그러므로 사용조건에 따라 동적 시험인 충격시험을 하지
않을 수 없는 귀중한 가치를 갖게 됨을 알 수 있다. 예를 들면 충격력을 받는 레일, 자동차의 스프링,
기차의 연결기, 건축물로서 계단의 발판, 지진에 의한 충격 또는 돌풍에 의한 무전탑 또는 구조물의
파괴에도 충격의 영향에 기인된 것이 많다. 기타 폭발, 탄환의 관통 등의 현상도 충격적인 고찰없이
해결하기 어려운 문제이다. 실제 사용되는 기계부분품 또는 구조물에 대한 충격시험에는 하중이
작용하는 방식에 따라 충격, 인장, 압축, 굽힘, 비틀림 등으로 구별한다. 그러므로 각종 하중에 따른
각종 충격시험이 있다. 그리고 충격시험은 충격횟수에 따라, 단일충격시험, 반복충격시험 등으로 분류한다.
단일충격시험(single impact test)
Charpy\'s type 충격시험기
30kg-m의 샬피 충격시험기는 타격속도 5.28m/s 또는17ft/s 내외가 표준으로 되어 있다. 샤르피 충격시험
기에서 진동하는 펜듀럼의 굽힘을 방지하기 위하여 보조봉이 붙어 있어 계측의 정확을 기할수 있게 되어 있다.
헤머를 시동위치에까지 이동시키기 위한 핸들은 그 축에 워엄치차를 가지고 있어 펜듀럼 헤머를 상승시키는
역할을 하고, 헤머가 시험편을 타격한 후에 반대측으로 올라간 각도를 읽기 위한 각도지시판이 있고, 시험편
파괴 후에 일어나는 펜듀럼햄머의 왕복운동을 제어하기 위한 브레이크가 있다.
부속 에너지 환산용 눈금은 전기각도지시판의 각도와 환산법에 의한 에너지를 산출방법을 지양하여 이 눈
금판의 눈금지침이 지시하는 위치의 이동에 의하여 눈금판위의 눈금이 곧 실험된 에너지를 지시하도록 만
들어 놓은 자 막대기이다. 샬피 충격시험의 시편은 노치가 있으므로 정밀하게 만들고 노치감도의 영향을
극히 적도록 하여야 한다. 특히 노치보 제작에는 게이지를 사용하여 측정하던가 또는 확대하여 검사하는
것이 필요하다. 주철 및 주강 등의 온도차가 시험결과에 미치는 영향이 크므로 시험한 온도를 기록하는 것
이 필요하다.
충격인장시험에서 측정하는 것은 원단면으로 파괴하는데 소비된 에너지를 나눈 값인 충격치, 연률 및 단면
수축률 등이다.
A : 시편의 원 단면적
B : 시편의 파단부분 단면적
h1 : 펜듈럼 중심의 처음 높이
h2 : 충격 추의 높이
α : h 1 에 대한 각도
β : h 2 에 대한 각도
W : 해머의 중량
R : 회전 점에서 펜듀럼 해머의 중심까지의 거리.
파단에 요하는 에너지는 다음과 같다.
E = W (h1 - h2) 또는 E = WR (cosβ - cosα) - L
또한 Charpy 충격값은 이 에너지를 시험편 노치부의 최소단면적으로 나눈 값이다. 에너지 E는 J [Nm]
의 단위로서 나타내고, 단면적은 ㎠의 단위로서 나타내기 때문에 Charpy 충격값의 단위는 J/㎠ [Nm /
㎠]이다.
Izod type 충격시험기
샤르피 충격시험기는 한국, 독일, 일본, 프랑스에서 많이 사용되고, 아이죠드 충격시험기는 영국, 미국에서
많이 사용된다.
아이죠드시험기는 전술한 샬피 충격시험기와 유사한 원리로 작용한다. 그러나 사용되는 시편은 캔티레버
상태에서 시험된다.
헤머에는 돌기가 있어 이것이 수직으로 고정된 시편에 타격을 가한다.
시험기의 용량은 일반으로 120ft-lbs가 많고, 타격속도 11.4ft/sec 또는 약 4m/sec가 표준으로 되어 있다.
시편은 10mm 각재의 칫수가 사용되고, V형 노치의 깊이는 2mm이고 노치끝의 반지름은 0.25mm로 되어 있다.
재료가 인성이 크면 파괴되지 않고 단순히 굽히기만 한다. 아이죠드 시험기에서는 흡수한 에너지를 갖고
그대로 충격치로 사용하기로 되어 있고, 샬피충격치과 같이 단면적으로 나누지 않는다.
아이조드 충격시험기( Izod Impact tester)의 기구는 시험편의 지지 방식이 일단 고정 기둥 상태로 자유단에
가까운 위치에 충격을 가한다. 파괴는 고정단부에서 일어나기 때문에 이 부분에 충격면과 같은 쪽에 있도록
한다.
h = h1 - h0 = L (cosβ - cosα)
E = Wh = WL (cosβ - cosα)
로 계산되어 그 충격치는 E의 값 그대로 나타낸다. 따라서 그 값은 kgm를 사용한다.
반복충격시험(repeat impact test)
Matzumura type 반복충격 시험기
천이 온도
상온상태의 인장 시험에서는 연성 파괴를 하는 재료라 할 지라도 저온, 고온 변형의 속도, 역학적인
구속 조건 그리고 야금학적 인자의 영향하에서는 취성파괴를 일으키는 경우가 있다. 이를 연성- 취성
천이온도 라고 한다. 과거에 있어서는 이러한 연성- 취성 천이거동에 대한 이해의 부족으로 인해
가동중의 구조물에 많은 취성 파괴의 사고가 있었다.
천이 온도의 종류
에너지 천이온도 : 흡수 에너지의 최대값과 최소값의 평균값 또는 흡수에너지곡선이 온도에 대해서 최대경
사를 가진 온도
15ft-lb 천이온도 : V 노치 샤르피 시험편에 있어서 흡수에너지가 15ft-lb 가 되는 온도
파면 천이온도 : 취성 파면율이 50 %가 되는 온도
무연성 천이온도 : 취성파면율이 100%가 되는 온도
강(저강도강)에 있어서 천이온도를 지배하는 인자로는 노치(notch)의 예리도, 변형 속도, 치수 효과, 화학
성분, 미시 조직 등이 있다. 또한 천이 온도는 시험편의 형상에 따라 다르고, 재료에 따라서는 천이가 좁은 범위에서 일어나는 경우와

키워드

샤르피,   충격시험,   천이온도,   실험,   실험결과,   충격력,   충격저항,   샤르피 충격시험