레포트자료 재료공학실험 레포트(열처리 공정)

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[레포트자료] 재료공학실험 레포트(열처리 공정).hwp

본문 1. 실험 방법을 상세히 서술하시오. 실험시편으로 황동 시편을 사용한다. 준비되어진 황동 시편을 600방부터 2000방까지의 단계적으로 사포를 사용하여 폴리셔로 기계적인 폴리싱을 한다. 이때 발생하는 분진과 열을 감소시키기 위하여 물과 같이 작업을 수행한다. 좀더 선명한 표면처리를 위하여 미세한 다이아몬드 입자가 섞여 있는 다이아몬드 서스펜션과 융을 사용하여 폴리싱한다. 폴리싱할 때, rpm은 300 rpm 정도로 맞추고 끌 때는 rpm을 0으로 먼저 맞춘 후 끄도록 한다. 폴리싱을 할 때에는 시편 전체에 골고루 힘을 주어서 시편이 한쪽방향으로만 반듯하게 스크래치가 생기도록 시편을 잘 잡아주어야 한다. 그후 시편을 돌려가며 스크래치를 감소시키기 위하여 약 90도 방향으로 돌려가며, 스크래치가 골고루 분포되도록 한다. 폴리싱 된 시편을 에칭액NH _ 4 OH```+``H _ 2 O_2 에 약 1초간 담근 후 바로 깨끗한 물에 씻어낸다. 이후 시편의 표면에 대한 미세조직을 관찰하기 위해 광학현미경을 이용한다. 시편을 500℃에서 30분간 어닐링한다. 어닐링 온도를 800℃ 로 변경한 후 다시 폴리싱과 에칭을 한다. 이때의 어닐링 시간은 시편을 800℃에서 5시간 동안 어닐링한다. 다시 폴리싱하고 에칭 한 후 광학현미경으로 관찰한다. 2. 아래 사진은 어닐링을 하지 않은 시편과 한 시편의 미세 조직 사진이다. <그림 1 어닐링 전 시편> <그림 2 어닐링 후 시편> a) 두 미세 조직을 그림을 그리시오. - 첨부 b) 다음을 보고 두 미세조직의 차이점을 밝히고 이유를 서술하시오. 어닐링과정은 회복, 재결정, 결정립 성장의 3단계 메카니즘을 한다. 어닐링의 주된 목적은 냉간가공과 같은 가공을 했을 때 발생하는 가공 경화의 효과를 제거해서 원래의 연한 상태로 회복시키기 위해 위함이다. 회복(Recovery)과정은 내부의 잔류응력 제거, 전위소멸 혹 재배열 시켜주기 위한 과정이다. 회복이 완료된 후에 결정립들은 아직도 높은 변형률 에너지 상태에 있게 되는데 이 때 변형률이 없는 새로운 등축형 결정립을 형성하게 된다. 따라서 점결함의 농도가 낮아짐으로서 경도가 약해진다. 이 과정을 재결정 과정이라고 한다. 이 결정립은 가공 전 상태의 특성을 나타내며 낮은 전위밀도를 갖는다. 이러한 새로운 결정립 구조를 형성하게 하는 구동력은 변형된 재료와 변형되지 않은 재료 사이의 내부 에너지 차이고 생기게 된다. 새로운 결정립은 매우 작은 핵으로 생기고, 근거리 확산 과정을 통해 기존 재료를 완전히 바꿀 때까지 성장을 계속하게 된다. 이 황동 시편의 재결정 온도는 약 450℃ 이다. 재결정이 완료된 후에도 시편을 높은 온도에 놓아두면 변형률이 없는 결정립은 성장을 계속 하는데 이 현상을 결정립 성장이라고 한다. 고온에서 열처리하면 회복, 재결정이 빨리 일어나 조직이 미세해진다. 조직이 미세하다는 뜻은 곧 결정립계(grain boundary) 면적이 커진다는 것으로 이때의 높은 에너지는 고온에서 불안정하기 때문에 이 에너지를 낮추기위해 결정립이 성장한다. 결정립 크기가 증가함에 따라 총 결정립계 면적은 감소하게 되므로 총 에너지는 감소하게 되고 이것이 결정립 성장의 구동력이 되는 것이다. 또한 열처리 후의 시편의 미세구조 사진에서 볼 수 있듯이 Annealing 시 재결정 과정에서 이동도가 높은 고각결정립계(High angle grain boundary)의 이동에 의해 생긴 Annealing 쌍정의 모습도 관찰된다. 위의 광학현미경 사진에서 Etching 후 결정립 안에서 색이다른 평행선을 볼 수 있는데 이것이 Annealing 에 의해 생긴 쌍정의 모습이다. 3. 에칭을 하기 전과 한 후의 차이를 설명하고, 그 이유를 열역학적 관점에서 서술하시오. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 결정립, 어닐링, 미세, 폴리싱, 조직, 재결정