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금속의 현미경 조직 실험
1. 실험 목적
임의의 금속 및 합금의 단면을 적절한 기계적 또는 화학적 처리를 하여 금속 및 합금의 물리적, 기계적 성질을 결정하는 상(phase)의 종류, 결정입자의 크기, 분포, 형상, 상호관계를 금속현미경을 통하여 관찰하는 것을 목적으로 한다.
2. 이론 금속조직의 실험방법은 마크로조직실험과 마이크로조직실험 등 두가지로 분류할 수 있다.
마크로조직(macro structure)실험은 육안 또는 10배 이하의 확대경을 가지고 화면, 단면, 표면 등을 연마하여 특수한 부식제로 부식한 후 결정립 상호간을 식별하여 소재전체의 결정립 배열의 대세를 보는 경우, 또는 가공재의 결정립 유동 과정을 조사하든가, 단소재의 응고과정을 응고 후에 추측할 때에 사용되는 등 제조법의 양부의 판정상 중요한 방법이다. 마이크로조직(micro structure) 실험은 결정입자의 크기, 수, 분포, 상의 종류 등을 금속 현미경을 사용하여 관찰하는 것이다. 대개의 경우 이 두가지 실험방법을 병행하여 실험한다.
두 개의 서로 다른 방향을 갖는 결정이 서로 접하고 있는 면을 결정입계(grain boundary)라 부른다. 이 때 여러 종류의 결정에서 입계가 형성되고, 또 결정 방향의 차이가 근소한 경우에는 두 결정격자간의 방향의 변화는 단순한 전위열에 의해서 이루어진다고 알려져 있으며, 방향의 차이가 미만의 경우는 subgrain boundary, 1~ 인 경우는 small angle grain boundary라 한다.
그러나 두 결정의 동일한 결정면이 서로 약 이상 기울어져 있는 경우에는 large angle grain boundary라 부르며, 결정간의 연결은 서로 다른 종류의 전위들이 적절하게 조합되어 쌓여서 이루어진다고 알려져 있다. 쌍정(twin)에 있어서는 부분격자가 특별한 결정 방향을 이루게 되므로 쌍정계면은 정합(coherent)상태에 놓이게 된다.
결…(생략)
3. 실험방법
1) 현미경 조직 시편의 준비작업
4. 정마(polishing)
5. 부식(etching)
(1) 절단작업 - 현미경 조직 관찰에서 시편의 채취는 중요한 첫 단계 작업이다. 시편의 채취는 실험목적에 따라 재료의 임의의 부분을 선택하여야 한다. 일반적으로 주조품이나 단조품 등에서는 시편의 채취부위를 최소화하고 모재와 같은 성분 및 동일한 가열, 응고과정을 갖는 시편을 채취하기 위하여 제품의 설계시에 고려하여야 한다. 균일한 조직을 가진 재료의 경우 어느 부분이라도 좋지만, 파단면, 또는 결함부분을 관찰하려면 파괴부나 결함부의 원점(origin of failure)을 포함하는 종단면과 횡단면을, 또한 단조나 압연등 소성가공을 받은 제품은 가공 방향에 평행하게 또한 수직하게 절단하여 최소한 2개 이상의 시편을 준비하여야 한다. 열처리한 재료는 산화스케일을 완전히 제거한 후 시편의 중앙부에서 방사상 방향으로 조직을 검사해야 한다.
ㄱ) 파괴절단(fracturing)
ㄴ) 연삭절단(abrasive whel cut-off)
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