금속판재의 이방성 성형성 금속가공기술사 서브노트 해설 기출답안

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Q. 기출문제
판재의 이방성계수는 성형성과 이방성을 나타내는 지표로 사용되고 있다. 이방성 계수의 정의와 인장시험에서 측정하는 방법을 설명하고, 수직이방성과 평면이방성에 대하여 설명하시오.

I. 이방성 (anisotropy)

1. 단결정을 여러 방향으로 시험하면 각 방향으로 다른 성질을 보이는 이방성을 갖게 된다. 이방성을 보이는 전형적인 재료는 직물이나 합판으로, 이들을 서로 다른 방향으로 당겨보면 두께뱡향보다 면방향이 훨씬 강한 것을 알 수 있다.
2. 금속판재에서는 열기계적 가공이력에서 이방성이 생기게 된다.
3. 결정학적 이방성 (결정립의 선택적 방향성에 기인)과 기계적 섬유화 (불순물, 개재물, 공극 등이 판재의 가공 중 두께방향으로 밀집되는데 기인)가 있다.
4. 금속판재면에서 생기는 이방성을 평면이방성, 두께방향으로 생기는 것을 수직이방성이라고 한다.

II. 성형성 (formability)

1. 금속판재의 성형성은 기술적으로나 경제적으로 중요한 요소이다.
2. 금속판재의 성형성은 재료가 네킹이나 찍어짐이 없이 원하는 형상으로 만들어질 수 있는 능력을 말한다.
3. 성형성의 정의에 강도를 포함시키도 하는데, 재료의 강도가 높을수록 성형성은 떨어진다.
4. 성형성에 크게 영향을 주는 인자에는, 1) 판재의 성질, 2) 판재-공구 접촉면에서의 윤활, 3) 성형에 사용되는 공구 및 기계적 특성이 있다.

III. 판재의 특성 시험

1. 인장시험 : 금속판재 시편이 파단에 이를 때까지의 총연신량 변형경화지수, 평면이방성, 수직이방성 R 등을 알 수 있다.
2. 컵성형시험 (에릭슨 커핑시험) : 금속판재가 파단이 일어날 때까지 재료가 신장되는 능력을 측정할 수 있다.
3. 그 외에 벌지시험, 성형한계도, 한계돔높이 시험이 있다.

커핑시험 : 천성테크

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