계장화 압입 시험 간단 설명
계장화 압입 시험
계장형 압입시험법 재료의 기계적 물성치는 ASTM 규격에 따라 제작된 인장시편을 ASTM 절차에 따라 인장시험을 수행하여 얻는 것이 일반화된 방법이다. 그런데 인장시편을 채취 하기 곤란한 부위에서의 기계적 물성치를 비교적 용이 하게 얻을 수 있는 대체방법으로 계장화 압입시험법 (Instrumented Indentation Technique)이 있는데 기본 원리는 다음과 같이 요약될 수 있다.
계장화 압입시험은 재료에 가해지는 압입 하중에 따른 압입 깊이를 연속적으로 측정하여 압입 하중-변위 곡선을 얻고, 이를 분석하여 대상 재료의 기계적 특성을 평가하는 기법이다. 기존의 경도시험과 유사하지만 직접 압흔의 크기를 측정하지 않는다는 차이점과 기존의 경도값 외에 탄성계수, 유동특성, 파괴인성 그리고 잔류응력 등 다양한 재료 고유의 물성을 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 최대 수백 마이크로미터 이내의 미세 영역을 평가하므로 용접부와 같은 국부적인 물성변 화가 존재하는 재료에 대해서도 그 변화 양상을 평가할 수 있고, 시험 위치에는 미세한 흔적만 남기기 때문에 비파괴적인 시험법이기도 하다.
이에 시험을 위한 표준 시편 채취가 필요 없어 운용중이거나 완료된 구조물에 직접 적용할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다. 계장화 압입시험은 구형 압입자를 이용하여 진행하게 되며 이때 재료는 압입하중이 증가함에 따라 완전탄성, 탄소성, 완전소성의 3단계를 거치게 되며, 압입자와 시편의 평균접촉압력은 압입하중이 증가함에 따라 증가하게 된다. 구형 압입자는 압입깊이에 따라 재료의 변형 이 증가하게 되는데 이를 통하여 압입 하중-압입 깊이 곡선으로부터 일축 인장시험에서 얻어지는 유동특성을 유도할 수 있게 된다.
위의 그래프는 계장화 압입시험을 통하여 얻어지는 압입 하중-압입 깊이 곡선을 나타낸 것이다.