금속재료 기계적성질 - 강도 경도, 인성 취성, 연성 전성

 

 

 

 

 

 

 강도 & 경도

 

강도 (strength) : 물체에 하중을 가한 후 파괴되기가지의 변형저항 = 재료의 단단함

ㄴ 당기거나 누르거나 휘거나 비트는 외부의 힘에 저항하는 힘

ㄴ 높을수록 단단함

ㄴ 외력에 의한 최대 저항력 = 최대 변형 크기, 변형 전 최대로 걸린 하중/힘

ㄴ 재료에 작용하는 힘의 방향/구성에 따라 분류되는 강도

     잡아당기는 인장 강도

     압축하는 압축 강도

     전단력 - 엇갈린 힘으로 쪼개지는 전단 강도

 

     비틀림 강도 - 비틀었을 떄 부셔지고 으스러지는 순간의 힘

 

 

 

경도 (Hardness) : 표면(재료 겉부분)의 단단함의 정도를 나타냄

ㄴ 표면에 마모, 긁힘 등에 대한 저항도를 나타냄

ㄴ 높을수록 단단함

 

측정방법 : 무언가로 표면을 누르고 긁어서 확인 (기준은 그 무언가의 경도, 힘)

ㄴ 브리넬 경도 : 동그란 볼로 표면에 압입 자국 만듦

ㄴ 비커스 경도 : 사각 다이아몬드로 압입 자국 만듦 (압입하중, 포면적) - 작은 시료, 경화층이 얇은 것에 알맞음

비커스 경도 - 네이버블로그

ㄴ 로크웰 경도 : 스틸볼 / 다이아몬드 원추로 압입 - 하중에 따른 자국 깊이 측정, 짧은 소요시간 = 현장에서 활용도 높음

ㄴ 쇼어 경도 : 다이아몬드가 끝에 박힌 작은 망치를 정해진 높이에서 시료에 떨궈, 반발하여 튀어 오르는 높이 측정

                       짧은 시간에 측정 가능, 대형 부품에 사용 편함

 

 

 인성 & 취성

 

인성 (Toughness) : 굽힘이나 비틀림 작용을 반복하여 가할 떄, 외력에 저항하는 성질 (끈기 있고 질긴 성질)

ㄴ 잘 늘어나고 꺠지지 않는 성질, 잡아당김에 견디는 정도

ㄴ 탄성한계를 초과하여도 간단하게 파괴되지 않는 성질

ㄴ 재료가 외력을 받으면 변형은 생기나 파괴되진 않는 성질

 

 

 

취성 (Brittlness) : 물체가 약간의 변형에도 견디지 못하고 파괴되는, 인성과 반대되는 성질

ㄴ 여린 정도가 취성, 잘 부서지고 꺠짐

ㄴ 탄성범위를 벗어난 후, 늘어남 없이 파단되는 정도 (~ 유리, 과자..?)

ㄴ 탄소함유량이 많을수록 취성이 대체로 늘어남

 

 

 

탄성 : 외부 힘에 변형된 물체가, 힘이 없어지면 다시 원래의 형태로 되돌아 오는 성질 (고무줄, 스프링)

소성 : 힘을 가해 변형 시켰을 떄, 영구적으로 변화하는 성질

ㄴ 탄성한계 이상의 힘을 받아 형태가 바뀌어 형태가 고착화 되는 성질 - 소성변형을 통해 원하는 형태로 가공함

강성 (stiffness) : 물체에 압력이 가해져도 모양이나 부피가 변하지 않고 저항하는 정도 (변형과 파괴에 저항)

 

 

 연성 & 전성

 

 

연성, 연질 (Ductility) : 물체가 탄성한도를 초과한 힘을 받고도 파괴되지 않고 늘어나, 소성 변형되는 성질

ㄴ 재료를 잡아당겼을 떄, 가느다란 선으로 늘어나는 성질

ㄴ 금속 1g을 선으로 만들어, 얼마나 가는 선으로 만들 수 있느냐를 나타낸 정도

ㄴ 연신율 (시험 재료에 양 쪽으로 잡아당기는 인장 하중을 걸었을 때, 끊어지지 않고 늘어나는 정도)

     Au > Ag > Al > Cu > Pt > Pb > Zn > Fe > Ni

ㄴ 인성은 외력이 작용한 이후 모든 하중이력에서 발휘되는 성질이지만, 연성은 항복 후 (죽은 후, 다 변형될 대로 된 후) 발휘되는 성질

 

 

전성 (Malleability) : 금속을 얇은 판이나 박으로 만들기 용이한 정도

ㄴ 금속 1g을 판으로 만들기 위해 두드려, 얼마나 얇게 만들 수 있느냐를 나타낸 정도

    Au > Ag > Pt > Al > Fe > Ni > Cu > Zn

 

 

 

가소성 = 연성 + 전성

 

 

삼성 디스플레이

 

 

마치며