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튼튼성 시험 및 재료의 기계적 특성

2025-09-10

에 대한 최신 회사 뉴스 튼튼성 시험 및 재료의 기계적 특성

인장 시험 및 재료의 기계적 성질

인장 시험은 재료의 기계적 성질을 결정하는 가장 기본적인 방법입니다. 표준 시편에 축 방향 인장력을 가하고 힘-변위 곡선을 기록함으로써, 강도, 소성, 탄성과 같은 재료의 주요 기계적 지표를 추가로 분석합니다.

1. 인장 시험의 핵심 목적

축 방향 힘 하에서 재료의 변형 및 파괴 과정을 시뮬레이션하여 외부 힘에 저항하는 재료의 능력(강도)과 변형 능력(소성)을 정량적으로 얻어 재료 선택, 구조 설계 및 품질 검사의 기반을 제공합니다.

2. 시험에서 파생된 주요 기계적 성질 지표

인장 곡선(응력-변형률 곡선)을 기반으로 다음 핵심 지표를 추출할 수 있습니다. 물리적 의미와 적용 시나리오는 아래 표에 나와 있습니다.

성질 지표	정의 (핵심 설명)	물리적 의미 / 적용 시나리오
탄성 계수 (E)	탄성 단계에서 응력과 변형률의 비율 ("강성" 지표)	탄성 변형에 저항하는 재료의 능력을 반영합니다. 예를 들어, 기계 부품은 치수 안정성을 보장하기 위해 높은 E가 필요합니다.
항복 강도 (σᵧ)	재료가 소성 변형을 시작하는 최소 응력 ("소성 변형 저항")	부품이 소성 변형으로 인해 파손되는 것을 방지하기 위한 구조 설계의 핵심 기반
인장 강도 (σₜ)	재료가 견딜 수 있는 최대 인장 응력 ("극한 강도")	재료의 파괴 저항 상한을 평가하고 재료의 하중 지지 한계를 결정하는 데 사용됩니다.
파단 후 연신율 (δ)	시편 파단 후 원래 길이 대비 연신의 백분율 ("소성 지표")	재료의 소성을 반영합니다. δ가 클수록 재료가 더 쉽게 가공됩니다(예: 스탬핑, 굽힘).
단면 감소율 (ψ)	시편 파단 후 원래 단면적 대비 단면 감소의 백분율	δ보다 더 민감한 소성 지표이며, 특히 취성 재료에 적합합니다.

3. 전형적인 재료의 인장 거동 차이

다양한 유형의 재료의 응력-변형률 곡선은 크게 다르며, 기계적 성질 특성을 직접적으로 반영합니다.

소성 재료 (예: 저탄소강): 곡선은 4단계로 구성됩니다—탄성 단계(하중 제거 후 회복), 항복 단계(변형률이 증가하는 동안 응력은 일정하게 유지), 변형 경화 단계(응력과 변형률이 동시에 증가), 네킹-파단 단계. 파단 후 연신율이 높습니다(δ > 5%).
취성 재료 (예: 세라믹, 주철): 명확한 항복 단계가 없으며, 탄성 단계 후 직접 파단됩니다. 파단 후 연신율이 매우 낮습니다(δ < 5%), 인장 강도는 압축 강도보다 훨씬 낮습니다.
고탄성 재료 (예: 고무): 탄성 변형이 매우 큽니다(최대 1000%), 탄성 계수가 낮고, 소성 변형이 없으며, 하중 제거 후 완전히 회복됩니다.

4. 시험의 핵심 영향 요인

시험 결과의 정확도는 다음 요인의 제어에 달려 있습니다.

시편 사양: 균일한 치수(길이, 직경)를 보장하고 시편 차이로 인한 오류를 방지하기 위해 국가 표준(예: GB/T 228.1)을 준수해야 합니다.
하중 속도: 과도하게 빠른 하중은 재료가 "취성 증가"를 나타내게 합니다(예: 저탄소강은 명확한 항복이 없을 수 있습니다). 하중은 표준 속도(예: 1~5 mm/min)로 수행해야 합니다.
환경 조건: 고온은 재료 강도를 감소시키고 소성을 증가시킵니다. 저온은 재료를 취성으로 만듭니다(예: 저온에서 강철의 "저온 취성"). 시험 온도를 명확하게 명시해야 합니다.

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