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재료의 가공특성 (1) [개요] 재료를 가공하여 부가가치를 높이려면, 고체나 액체상태의 소재에 힘을 가하여 원하는 제품형상으로 변화시켜야 한다. 적합한 장비를 설계하고, 공구나 금형재료를 선정하며, 원하는 가공작업을 어떤 설비로 수행할 수 있는지를 판단하기 위해서는 소재에 가해야할 하중의 종류와 크기를 알아야 한다. 따라서, 소재가 갖는 하중과 변형 사이의 관계를 규명하는 일은 가공분야에서 필수적이다. 고체상태의 소재에 대하여는 다양한 방법으로 하중을 가하여 소성변형(plastic deformation)을 일으킴으로써 원하는 형상으로 가공할 수 있다. 기계가공에서 칩이 형성되는 것과 각종 성형가공이 이 범주에 속한다. 가공중에 고체상태의 소재는 다양한 응력상태에 놓이게 된다(다음 그림). 즉, 자동차의 펜더(fender)나 선.. 2022. 9. 4.
기계재료 (6) - 세라믹재료 과학기술의 진보에 따라 고도의 기능을 가진 재료가 요구되어, 세라믹은 금속재료나 고분자재료가 적용되기 어려운 영역에서 중요한 공업재료로서 각광을 받고 있다. 세라믹은 도자기, 유리, 시멘트 등과 같은 비금속무기재료를 의미하며, 주로 고온에서 소결처리하여얻어진다. 이들의 제조에는 천연의 광물원료가 사용되었으나, 근래에 천연원료 정제 또는 합성에 의한 인공원료의 제조를 통해 뛰어난 특성을 가진 새로운 세라믹 (new ceramics,advanced ceramics)이 개발되었다. 이들은 기계공업, 전자공업 빛 우주항공공업이나 생체 재료 등에 널리 이용되고 있다. 이 장에서는 세라믹재료의 구조와 특성, 세라믹 다결정체의 제조법, 역학적 거동, 종류와 용도에 관해서 살펴보기로 한다. [구조와 특성] 세라믹의 대.. 2022. 9. 3.
기계재료 (5) - 플라스틱 플라스틱은 일반적으로 단위체(monomers)를 변형하거나 합성시켜서 이루어진 고분자재료(polymers)로 구성되는 재료를 말한다. 플라스틱(plastics)이라는 말의 어원은 성형(formor mold)를 의미하는 그리스어 plastikos에서 유래되었으며 비교적 쉽게 기계가공, 주조, 성형접합되어 다양한 모양으로 만들어질 수 있다. 또한 플라스틱은 가볍고 성형 후 부가적인 표면처리가 거의 불필요한데, 이는 금속재료와 비교해 볼 때 큰 장점이 된다. [구조] (1) 폴리머 길이(polymer length) 폴리머 체인의 길이는 다른 요소들보다는 무엇보다 폴리머들간의 상호작용에 매우 큰 영향을 받게 되며 일반적으로 다음과 같이 표현된다. 여기서 A는 반복되는 폴리머 유닛이고, n은 폴리머 체인에서 반복.. 2022. 9. 2.
기계재료 (4) - 비철금속재료 - Mg 합금, Ni 합금, 저융점금속 합금 [Mg 합금] 마그네슘의 비중은 상온에서 1.74 이며 실용 금속 중 가장 가볍다. 마그네슘의 전기 및 열전도도는 구리 및 알루미늄에 비해 떨어지며 강도도 낮은 값을 나타낸다. 마그네슘 합금의 비중은 1.75~2이며, 인장강도는 150~340 MPa로 비강도(강도/비중)가 커 자동차, 항공기, 선박, 광학기계부품 등 경량의 부품이 요구되는 산업에서의 요구가 증대되고 있다. 마그네슘은 HCP 결정구조이나 상온에서 c/ 값이 1.624로 소성가공이 어렵다. 그러나 200℃ 이상에서는 연성이 증가하여 쉽게 변형된다. 가공용 마그네슘 합금은 주로 마그네슘에 알루미늄과 아연을 합금한 것이다. 알루미늄과 아연은 고용강화에 의해 마그네슘의 강도를 높여준다. 또한 알루미늄은 Mg17Al12 석출물을 형성하므로 시효석출.. 2022. 9. 1.
기계재료 (4) - 비철금속재료 - Al 합금 알루미늄은 가볍고(비중 2.7) 가공성, 내식성이 양호하며, 전기 및 열의 전도도가 높고 색도 아름답기 때문에 각종 공업용 및 생활용품으로 널리 사용되며, 금속재료 중 알루미늄 합금의 사용량은 철강재료 다음으로 많다. 알루미늄 합금은 다음 표에 나타낸 바와 같이 가공용 알루미늄 합금과 주물용 알루미늄 합금으로 대별할 수 있으며, 각각 열처리형 합금과 비열처리형 합금으로 분류할 수 있다. 가공용 합금 비열처리형 합금 순수 Al Al-Mn 계 Al-Si 계 Al-Mg 계 1000번대 3000번대 4000번대 5000번대 열처리형 합금 Al-Cu 계 Al-Mg-Si 계 Al-Zn 계 2000대 6000대 7000대 주물용 합금 비열처리형 합금 Al-Cu 계 Al-Mg 계 열처리형 합금 Al-Cu 계 Al-Si.. 2022. 9. 1.
기계재료 (4) - 비철금속재료 - Cu 합금 [비철금속재료] 비철금속재료란 철 이외의 금속과 철을 성분금속으로 하지 않는 합금을 의미하며, 기계재료로서 중요한 비철금속재료로는 Cu 합금, Al 합금, Mg 합금, Ti 합금, Ni 합금과 Pb 합금 등 저융점 합금 등을 들 수 있다. [Cu 합금] 다음 그림은 주요한 구리 합금인 Cu-Zn 계 합금, Cu-Sn계 합금 및 Cu-Al 합금의 상태도와 기계적 성질을 나타낸 것이다. 그림에서 보는 바와 같이 구리 합금은 α고용체의 영역이 넓으며, 대부분 α고용체 영역에서 사용되며 일부 α+β 영역에서 사용된다. 특히, Cu-Zn 계와 Cu-Al 계 합금은 고용량이 증가함에 따라 인장강도와 더불어 연신율도 증가하며 상온에서 가공성도 순구리보다 개선된다. [1] Cu-Zn 계 합금 그림 (a)에 나타낸 Cu.. 2022. 8. 30.

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