Recovery, Recrystallization, Grain growth

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험방법
4. 결과 및 고찰
5. Q & A
6. 참고자료

본문내용

1. 실험 목적
가공경화, 회복, 재결정, 결정립 성장의 과정을 통해 그로 인한 시편의 물리적 특성을 관찰하고 그 변화를 이해한다..

2. 이론적 배경
1) 금속의 강화 기구
(1) 고용체 강화(Solid-solution hardening)
일반적으로 용매 원자의 격자에 용질 원자가 고용되면 순금속보다 강한 합금이 된다. 이는 고용체를 형성하면 그것이 치환형 고용체이건 침입형 고용체이건 격자의 뒤틀림 현상이 생기고, 따라서 용질 원자의 근처에 응력장(stress field)이 형성된다. 이 용질 원자에 의한 응력장이 가동 전위의 응력장과 상호 작용을 하여 전위의 이동을 방해하여 재료를 강화시키게 되는 것이다. 이러한 형태의 강화를 고용체 강화(solid solution strengthening)라고 한다. 고순도 금속은 동종의 합금보다 항상 연하고 약하기 때문에, 이종 원소의 농도를 증가시키면 인장 강도와 경도는 증가한다. 합금의 이종(또는 불순물) 원자는 주위의 기존 원자에 격자 변형률을 부과하므로, 합금은 순수 금속보다 더 강하다.

<중 략>

a) 입자 성장은 장거리 원자 확산에 의해 일어나며, 확산은 일반적으로 여러 단계를 거쳐 일어난다. 성장속도는 확산 속도에 의해 결정되며, 온도 의존성은 확산 계수에 대한 것과 같다. 확산이 잘 일어나는 조건 중 하나는 온도가 높을수록 확산이 잘 일어난다. 그러므로 온도 증가에 따라 확산이 활발히 일어나며, 입자 성장은 원자 확산에 일어나므로 온도가 증가함은 grain size의 성장을 돕는다.

b) 미세한 결정립을 갖는 재료는 굵은 결정립을 갖는 재료보다 전위의 이동을 방해하는 boundary 면적이 더 크므로, 미세한 결정립을 갖는 재료가 더 단단하고 강하다. 또한 Hall-Petch 관계식 (Hall-Petch relationship)에 의하여

(σ y = 항복 강도, σ i = 결정립내에서 전위의 이동을 방해하는 마찰 응력, k = 상수, d = 결정립의 직경)여기서 d의 값이 커질수록 항복 강도 값이 커지므로 결정립의 크기가 작을수록 경도가 증가함을 알아낼 수 있다.

참고 자료

신소재실험 교안
W.D. Callister Jr., “재료과학과 공학 제 7판.”, 2008
http://www.becu.co.kr/Figure7.html