KR100384732B1 - Determination of yield strength using continuous indentation test - Google Patents

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KR100384732B1 KR10-2001-0001771A KR20010001771A KR100384732B1 KR 100384732 B1 KR100384732 B1 KR 100384732B1 KR 20010001771 A KR20010001771 A KR 20010001771A KR 100384732 B1 KR100384732 B1 KR 100384732B1
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Abstract

본 발명은 연속압입시험을 이용하여 특정 금속에 대한 항복강도를 도출하는 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은 연속압입시험을 통해 당해 금속의 가공경화지수, 응력계수를 도출하는 방법을 포함한다.The present invention relates to a method of deriving a yield strength for a specific metal by using a continuous indentation test. To this end, the present invention includes a method of deriving a work hardening index and a stress coefficient of the metal through a continuous indentation test.

본 발명은 특정 금속의 항복강도 도출시, 여러종류의 금속에 대해 적용되는 대표적 변형률값인를 포함하여 정의되는 항복강도식를 이용하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a process for producing a metal having a typical strain value The yield strength equation Is used.

또한, 본 발명은 특정 금속의 가공경화지수, 응력계수 도출시 압입 주위에 발생하는 파일업/싱크인(pile-up/sink-in)현상을 고려하여 압입자와 시편의 접촉반경 및 변형률에 대해 새로운 정의를 내림으로써, 압입시험을 통한 결과가 인장시험을 통한 결과에 근접하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to the contact radius and strain of the specimen and the pore-up / sink-in phenomenon occurring around the indentation when deriving the work hardening index and stress coefficient of a specific metal. By making a new definition, the result of the indentation test is brought close to the result of the tensile test.

또한, 본 발명은 압입시험을 이용하여 인장시험을 대체함으로써, 인장시험시 소요되는 시간, 비용을 단축하는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of shortening the time and cost required for the tensile test by replacing the tensile test using the indentation test.

Description

연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법{DETERMINATION OF YIELD STRENGTH USING CONTINUOUS INDENTATION TEST}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of determining yield strength using a continuous indentation test.

본 발명은 구형의 압입자에 압입하중을 가하고, 압입하중의 증가 및 감소에따른 압입깊이의 변화를 연속적으로 측정하여 압입하중-변위곡선을 시험결과로 제공함으로써 금속의 가공경화지수 및 유동곡선 등 금속의 기계적 특성을 파악하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides an indentation load-displacement curve as a test result by successively measuring changes in the indentation depth caused by increasing and decreasing the indentation load by applying indentation load to spherical indentation grains, And a method for grasping the mechanical properties of metals.

종래 금속의 기계적 특성을 파악하는 방법으로는 인장시험을 통한 방법 및 경도시험을 통한 방법 등이 있었다.Conventional methods for grasping the mechanical properties of metals include a tensile test method and a hardness test method.

그러나, 인장시험을 통한 방법은 파괴적이고, 시편준비 및 시험에 걸리는 시간 및 비용이 크다는 단점이 있었다.However, the method through the tensile test is destructive and has a drawback in that it takes a long time and cost to prepare and test the specimen.

한편, 인장시험법의 단점을 극복하고자 경도시험을 통하여 얻어진 경도값을 금속의 상대적 강도를 비교하는 물성으로 사용하는 경도시험법은 경도값이 금속의 기본적인 물성이 아니라는 단점이 있었다. 즉, 경도값은 재료의 탄소성성질, 압입자의 기하학적 형태, 압입실험조건, 표면상태 등에 의해서도 영향을 받게 된다. 일례로 압입자의 면각이 작아질수록 경도값은 커지게 된다. 따라서, 보다 표준화된 물성을 얻고자 하는 시도가 이루어져 왔다.On the other hand, in order to overcome the disadvantage of the tensile test method, in the hardness test in which the hardness value obtained through the hardness test is used as a physical property for comparing the relative strength of the metal, there is a disadvantage that the hardness value is not the basic physical property of the metal. In other words, the hardness value is also influenced by the elastoplasticity of the material, the geometry of the indenter, the conditions of the indentation test, and the surface condition. For example, the smaller the face angle of the indenter is, the larger the hardness value becomes. Therefore, attempts have been made to obtain more standardized properties.

먼저, Vickers 경도값 H와 항복강도 Y와의 관계를 금속에 대해 단순히 H/Y=3으로 두어 구하는 방법이 있으나, 이 경우 재료의 가공경화특성에 대한 고찰이 없어 오차가 크게 된다.First, there is a method of obtaining the relationship between Vickers hardness value H and yield strength Y simply by setting H / Y = 3 for metal. However, in this case, there is no consideration of the work hardening characteristic of the material.

다음으로, Hertz 탄성이론이 적용되는 매우 낮은 하중에서의 구형압입의 경우에 있어 초기 소성변형이 일어나는 시점을 감지하여 그때의 평균접촉압력을 이용하는 경우도 있으나, 초기 항복하중이 매우 작아 박막용으로 이용되고 있는단위의 하중감지장치를 부착하고 있는 nano 압입시험법에서만 감지가 가능하다는 단점이 있다.Next, in the case of spherical indentation at very low load applied Hertz elasticity theory, it is possible to detect the point at which the initial plastic deformation occurs and then use the average contact pressure at that time. However, since the initial yield load is very small, Being It is disadvantageous in that it can be detected only by the nano indentation test method in which a load sensing device of a unit is attached.

마지막으로, 연속압입시험법에서는 미국의 F.M. Haggag에 의한 연구와 M.V. Swain에 의한 연구가 있다. 전자는 표준인장시험과의 비교를 통한 상수 결정이 필요하여 압입시험의 효율성이 떨어지고, 후자는 압입변형률만 계산하여 압입응력에 대한 고찰이 없다는 단점이 있다.Finally, in the continuous indentation test method, F.M. Studies by Haggag and M.V. There is a study by Swain. The former has a disadvantage in that the efficiency of the indentation test is low due to the necessity of constant determination by comparison with the standard tensile test, and in the latter, only the indentation strain is calculated and there is no consideration of the indentation stress.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 압입자를 이용한 압입하중의 증가 감소에 따른 압입깊이의 변화를 연속적으로 측정하고, 측정된 데이터를 이론적으로 해석하여 금속의 항복강도를 구하는 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for measuring the yield strength of a metal by continuously measuring changes in the indentation depth according to an increase and decrease in the indentation load using the indenter, .

특히, 본 발명은 여러 종류의 금속에 대해 공통적으로 적용되는 대표적 항복변형률값를 결정하여, 항복강도를 구하고자 하는 금속의 가공경화지수 및 응력계수를 대표적 항복변형률값를 포함하여 정의되는 항복강도식에 대입함으로써, 당해 금속의 항복강도를 결정하는 방법을 제공하고자 한다.In particular, the present invention relates to representative yield strain values commonly applied to various metals And the work hardening index and the stress coefficient of the metal to be obtained in terms of the yield strength are defined as typical yield strain values To yield a yield strength equation defined by including the yield strength of the metal.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 결과값이 인장시험을 통한 결과값에 근접하도록 하기 위해, 압입시험시 압입주위에 발생하는 파일업/싱크인현상을 고려하여 압입자와 금속시편의 접촉반경 및 변형률에 대한 새로운 정의를 내리고, 이를 기초로 당해 금속의 가공경화지수, 응력계수 및 항복강도를 결정하는 방법을 제공하고자 한다.Further, in order to bring the resultant value according to the present invention closer to the resultant value through the tensile test, the present invention is characterized in that, in consideration of the pileup / sinking phenomenon occurring around the indentation in the indentation test, A new definition of the strain is given, and a method of determining the work hardening index, the stress coefficient and the yield strength of the metal based on the new definition is provided.

도1a는 연속압입시험장치의 정면도.1A is a front view of a continuous press-fitting test apparatus.

도1b는 연속압입시험장치의 측면도.1B is a side view of a continuous indentation testing apparatus.

도2는 연속압입시험장치의 구동소프트웨어 화면.2 is a driving software screen of a continuous indentation testing apparatus.

도3은 연속압입시험장치의 데이터분석 프로그램의 결과화면.3 is a result screen of the data analysis program of the continuous indentation testing apparatus.

도4는 본 발명에 따른 일반적 실시예의 흐름도.4 is a flow diagram of a general embodiment according to the present invention.

도5는 압입하중-변위곡선의 개략도.5 is a schematic view of the indentation load-displacement curve;

도6은 함수결정단계를 나타내는 개략도.6 is a graph Fig.

도7은 AISI1025, SA106, SA213 강에 대해 구형압입자를 이용하여 측정된 압입하중-변위곡선.7 shows the indentation load-displacement curves measured using spherical indenters for AISI 1025, SA 106 and SA 213 steels.

도8은 SA508, SM50, TMCP 강에 대해 구형압입자를 이용하여 측정된 압입하중 -변위곡선.8 is an indentation load-displacement curve measured using a spherical indentor for SA508, SM50, TMCP steels.

도9는 초세립강에 대해 구형압입자를 사용하여 측정된 압입하중-변위곡선.9 is an indentation load-displacement curve measured using a spherical indentor for superfine steel.

도10은 AISI1025강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.10 is a comparison chart showing the true stress-true strain obtained according to the present invention for AISI 1025 steel and the true stress-true strain obtained according to the uniaxial tensile test.

도11은 SA106강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.11 is a comparison chart showing the true stress-true strain obtained according to the present invention for SA106 steel and the true stress-true strain obtained according to the uniaxial tensile test.

도12는 SA213강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.12 is a comparison chart showing the true stress-true strain obtained according to the present invention for the SA213 steel and the true stress-true strain obtained according to the uniaxial tensile test.

도13은 SA508강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.13 is a comparison chart showing the true stress-true strain obtained according to the present invention for the SA508 steel and the true stress-true strain obtained according to the uniaxial tensile test.

도14는 SM50강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.14 is a comparison chart showing the true stress-strain strain obtained according to the present invention for the SM50 steel and the true stress-strain strain obtained according to the uniaxial tensile test.

도15는 TMCP강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.15 is a comparison chart showing the true stress-true strain obtained according to the present invention for the TMCP steel and the true stress-true strain obtained according to the uniaxial tensile test.

도16은 초세립강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률과 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률을 나타낸 비교도.16 is a comparative view showing the true stress-true strain obtained according to the present invention and the true stress-true strain obtained according to the uniaxial tensile test for super fine grain steel.

도17은 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강에 대해 대해 본 발명에 따라 얻어진 가공경화지수와 인장시험에 따라 얻어진 가공경화지수를 나타낸 비교도.17 is a comparative view showing a work hardening index obtained according to the present invention and a work hardening index obtained according to a tensile test for AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50 and TMCP steels.

도18은 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 항복강도와 인장시험에 따라 얻어진 항복강도를 나타낸 비교도.18 is a comparison diagram showing the yield strength obtained according to the present invention and the yield strength obtained according to the tensile test for AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50 and TMCP steels.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 특정 금속에 대해 구형압입자를 이용한 연속압입시험에 있어서, 당해 특정 금속의 가공경화지수값 및 응력계수값을 결정하는 가공경화지수-응력계수결정단계와, 여러종류의 금속에 대한 대표적 항복변형률값을라 할 때, 가공경화지수-응력계수결정단계에서 결정된값,값 및로 정의되는 항복강도식을 이용하여 당해 특정 금속의 항복강도를 결정하는 항복강도결정단계를 갖는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 제1의 항복강도결정방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a continuous indentation test using a spherical indentor for a specific metal, wherein a work hardening index Value and stress coefficient A work hardening index determining a value - a stress coefficient determining step, and a representative yield strain value for various kinds of metals , It is determined that the work hardening index - value, Value and , The yield strength of the specific metal And a yield strength determining step of determining a yield strength of the first and second substrates by using the continuous indentation test.

또한, 본 발명은 상기 제1의 항복강도결정방법에 있어서, 대표적 항복변형률값는개의 서로 다른 금속 각각에 대한 연속압입시험시번째 금속에 대해 가공경화지수-응력계수결정단계에서 결정된 가공경화지수를, 응력계수를라 하고,값 및값을 항복강도식에 대입하여 얻은 값을라 할 때,인개의값이 각각 인장시험을 통해 얻은번째 금속의 항복강도값에 각각 근접되도록 특정되는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 제2의 항복강도결정방법을 제공하기도 한다.Further, the present invention is characterized in that in the first method of determining the yield strength, a typical yield strain value The In the continuous indentation test for each of the different metals The work hardening index determined for the first metal and the work hardening index determined in the determination step of the stress coefficient , The stress coefficient However, Value and The value obtained by substituting the value into the yield strength equation In other words, sign doggy Value obtained by tensile test, respectively Yield strength value of the first metal The second yield strength determination method using the continuous indentation test is also provided.

또한, 본 발명은 상기 제1 또는 제2의 항복강도결정방법에 있어서, 대표적 변형률값는 0.007~0.013인 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 제3의 항복강도결정방법을 제공하기도 한다.Further, the present invention is characterized in that, in the first or second method of determining the yield strength, Is 0.007 to 0.013. The third yield strength determination method using the continuous indentation test is also provided.

또한, 본 발명은 상기 제1 또는 제2 또는 제3의 항복강도결정방법에 있어서가공경화지수-응력계수결정단계는, 구형압입자를 이용한회의 연속압입시험에 있어서 당해 특정 금속의 가공경화지수값을 설정하는 가공경화지수설정단계와, 가공경화지수설정단계에서 설정된값을에 대입하여회의 연속압입시험중번째 압입시험시 압입자가 당해 특정 금속과 접촉하는 접촉반경를 추정하는 접촉반경추정단계와, 접촉반경추정단계에서 추정된 접촉반경를 이용하여 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시의 압입변형률및 압입응력를 추정하는 압입변형률-응력추정단계와,개의및를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속의 가공경화지수을로 추정하는 가공경화지수추정단계와, 가공경화지수추정단계에서 추정된를 가공경화지수설정단계에서 설정된과 비교하는 가공경화지수판단단계와, 가공경화지수판단단계에서와이 다른 것으로 판단된 경우을로 하여 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수판단단계를 반복하는 반복단계와, 가공경화지수판단단계에서와이 같은 것으로 판단된 경우의 최종값를로 결정하여 이를 당해 특정 금속의 가공경화지수로 결정하는 가공경지수결정단계와, 가공경지수결정단계에서 결정된값 및 마지막 반복단계에서 얻은,를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속의 응력계수값을 결정하는 응력계수결정단계를 갖는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 제4의 항복강도결방법을 제공하기도 한다.Further, the present invention is characterized in that in the first, second or third method of determining the yield strength, the step of determining the work hardening index-stress coefficient is performed using a spherical indenter In the continuous continuous indentation test, the work hardening index A work hardening index setting step of setting a work hardening index, Value By substituting During the continuous press-fitting test During the first indentation test, the contact radius at which the indentor contacts the particular metal A contact radius estimating step of estimating a contact radius, ≪ RTI ID = 0.0 > Indentation strain at the time of the second indentation test And indentation stress Stress-strain estimation step for estimating a strain, doggy And The Hollomon relationship And the work hardening index of the specific metal of , A step of estimating the work hardening index, and a step of estimating the work hardening index Is set in the work hardening index setting step A step of determining a work hardening index, Wow Is judged to be different of A repetition step of repeating the step of setting the work hardening index, the step of estimating the contact radius, the step of estimating the press hardening index, the step of estimating the work hardening index, the step of estimating the work hardening index, Wow If this is the case The final value of To Determined as the work hardening index of the specific metal, and a determination step Value and the value obtained in the last iteration step , The Hollomon relationship And the stress coefficient of the specific metal And a stress coefficient determining step of determining a value of the yield strength of the steel sheet. The fourth yield strength method using the continuous indentation test is also provided.

여기서,, 은에 관한 함수,은 가공경화지수,은 압입자의 반경,,는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시 최대압입하중에서의 압입깊이,는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 하중제거곡선의 초기 기울기를 하중 0 까지 외삽한 깊이,,는 상수,는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시 압입자와 당해 특정 금속의 접촉각,,는 상수,는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시 압입자에 작용하는 최대하중을 나타낸다.here,, silverFunction,The work hardening index,The radius of the indenter,,Lt; RTI ID = 0.0 >The indentation depth at the maximum indentation load in the second indentation test,Lt; RTI ID = 0.0 >The depth at which the initial slope of the load removal curve was extrapolated to load 0,,Is a constant,Lt; RTI ID = 0.0 >The contact angle of the pressure particle and the specific metal in the second indentation test,,Is a constant,Lt; RTI ID = 0.0 >Which is the maximum load acting on the pressure particles during the second indentation test.

또한, 본 발명은 제4의 연속압입시험을 이용한 응력계수 및 가공경화지수 결정방법에 있어서,은개의 서로 다른 금속 각각에 대한회의 연속압입시험시번째 금속에 대한개의 응력및 변형률이번째 금속에 대한 인장시험을 통해 얻은 진응력-진변형률곡선에 근접하도록번째 금속의값인값을 특정하는값결정단계와,값결정단계에서 특정된개의값을 이용하여에 관한 함수인을 특정하는결정단계에 의해 특정되는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 제5의 항복강도결정방법을 제공하기도 한다.The present invention also provides a method of determining a stress coefficient and a work hardening index using a fourth continuous indentation test, silver For each of the different metals During the continuous continuous indentation test For the second metal Stresses And strain this Close to the true stress-strain curve obtained by the tensile test on the first metal Of the second metal Value To specify a value Determining a value, In the value determination step, doggy Using the value Is a function of To specify And a fifth step of determining the yield strength using the continuous indentation test.

여기서,,는 상수,는번째 금속에 대한번째 압입시험시 압입자에 작용하는 최대하중,,는 상수,,는번째 금속의 가공경화지수,은 압입자의 반경,,는번째 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 최대압입하중에서의 압입깊이,는번째 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 하중제거곡선의 초기 기울기를 하중 0 까지 외삽한 깊이를 나타낸다.here, , Is a constant, The For the second metal The maximum load acting on the pressure particle during the second indentation test, , Is a constant, , The The work hardening index of the first metal, The radius of the indenter, , The For the second metal The indentation depth at the maximum indentation load in the second indentation test, The For the second metal Lt; RTI ID = 0.0 > 0 < / RTI >

또한, 본 발명은 연속압입시험을 이용한 제4 또는 제5의 항복강도결정방법에 있어서,인 것을 특징으로 하거나,이고는 0.05~0.15이며는 1/2.8~1/3.2인 것을 특징으로 하거나,이고는 0.05~0.15이고는 1/2.8~1/3.2이며 최초의 가공경화지수설정단계에서의값은 0.3인 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 제6의 항복강도결정방법을 제공하기도 한다. 여기서, c는 -0.4 ~ -0.3 이고, d는 1.05 ~ 1.15 이다.Further, the present invention is a method for determining the yield strength of a fourth or fifth invention using a continuous indentation test, Or, ego Is 0.05 to 0.15 Is 1 / 2.8 to 1 / 3.2, ego Is 0.05 to 0.15 Is 1 / 2.8 to 1 / 3.2, and the initial work hardening index And a value of 0.3 is provided. The sixth yield strength determination method using the continuous indentation test is also provided. Here, c is -0.4 to -0.3 and d is 1.05 to 1.15.

실시예1Example 1

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일반적 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, general embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도1a는 연속압입시험장치의 정면도, 도1b는 연속압입시험장치의 측면도, 도2는 연속압입시험장치의 구동소프트웨어 화면, 도3은 연속압입시험장치의 데이터분석 프로그램의 결과화면, 도4는 본 발명에 따른 일반적 실시예의 흐름도, 도5는 압입하중-변위곡선의 개략도를 나타낸다.Fig. 1 is a front view of the continuous indentation testing apparatus, Fig. 1b is a side view of the continuous indentation testing apparatus, Fig. 2 is a driving software screen of the continuous indentation testing apparatus, Fig. 5 is a schematic view of the indentation load-displacement curve. Fig.

도1a, 도1b를 참조하면 본 발명을 위하여, 재현성 있는 강의 압입하중-변위곡선을 측정할 수 있는 연속압입시험장치를 구비한다. 연속압입시험장치는 장치받침대 및 시편지지대(102), 압입자 및 변위측정장치(104), 감속기 및 하중전달장치(106), 장치덮개(108), 장치기본구조(110), 하중발생장치(112)를 갖는다. 연속압입시험장치는 충분히 낮은 압입속도를 얻을 수 있도록 하고, 하중의 경우 0.2kgf, 변위의 경우 0.2㎛ 이하의 분해능을 갖도록 한다. 또한, 도2를 참조하면 연속압입시험장치는 압입실험시 다양한 실험조건을 편리하게 설정하고 편집할 수 있도록 구동소프트웨어를 구축한다.Referring to FIGS. 1A and 1B, there is provided a continuous indentation test apparatus capable of measuring the indentation load-displacement curve of a reproducible steel for the present invention. The continuous indentation testing apparatus includes a device support and a specimen support 102, a pressure particle and displacement measuring device 104, a speed reducer and a load transfer device 106, a device cover 108, a device basic structure 110, 112). The continuous indentation test apparatus shall be capable of achieving a sufficiently low press-in speed and have a resolution of 0.2 kgf for the load and a resolution of 0.2 μm or less for the displacement. Also, referring to FIG. 2, the continuous indentation testing apparatus constitutes a driving software for conveniently setting and editing various experimental conditions in a push-in experiment.

도4를 참조하면 연속압입시험을 통하여 금속의 응력계수(홀로몬의 관계식에서를 말한다. 이하 동일.) 및 가공경화지수(홀로몬의 관계식에서을 말한다. 이하 동일.)를 결정하기 위해서는 먼저 당해 금속의 압입하중-변위곡선(L-h curve)을 측정한다.Referring to FIG. 4, the stress intensity factor of the metal (Hormon's relation in . Hereinafter the same) and the work hardening index in . Hereinafter the same), the indentation load-displacement curve (Lh curve) of the metal is first measured.

금속의 압입하중-변위곡선(L-h curve) 측정시 압입자는 0.5mm의 구형 압입자를 이용하고, 압입자의 압입속도는 0.1mm/min가 되도록 한다. 구하고자 하는 진응력-진변형률 곡선의 진변형률이 클 수록 작은 반경의 압입자를 이용하고, 구하고자 하는 진응력-진변형률 곡선의 진변형률이 작을 수록 큰 반경의 압입자를 이용하는 것이 좋다. 또한, 시스템의 컴플라이언스(compliance)에 의한 오차를 줄이기 위해 깊이 측정장치인 LVDT(linear variable displacement tranducer)와 압입자를 최대한 가깝게 위치시킨다. 그리고 충분한 실험결과를 얻기 위해 최종 압입깊이는0.3mm(압입자 반경의 60%)가 되게 하고,회의 부분하중제거를 통해 압입하중-변위곡선 (L-h curve)을 측정한다.For the measurement of the indentation load-displacement curve (Lh curve) of the metal, the indentor shall be a spherical indentor of 0.5 mm and the indentation speed of the indentor shall be 0.1 mm / min. The larger the true strain of the true stress-strain curve to be obtained, the better the indenter with a smaller radius and the larger the true strain of the true stress-strain curve to be obtained. In addition, the indentor and the linear variable displacement tranducer (LVDT), a depth measurement device, are placed as close as possible to reduce the error due to compliance of the system. In order to obtain sufficient experimental results, the final indentation depth should be 0.3 mm (60% of the radius of the pressure particle) Measure the indentation load-displacement curve (Lh curve) through the removal of the partial load.

도4를 참조하면 본 발명에 따라 특정 금속의 항복강도를 결정하기 위해서는 당해 특정 금속의 응력계수 및 가공경화지수를 결정하기 위해 수행하는 가공경화지수-응력계수결정단계와, 가공경화지수-응력계수결정단계에서 결정된 가공경화지수 및 응력계수를 이용하여 당해 특정 금속의 항복강도를 구하는 항복강도결정단계를 수행한다.4, in order to determine the yield strength of a specific metal according to the present invention, it is necessary to determine a work hardening index-stress coefficient to be determined in order to determine a stress coefficient and a work hardening index of the specific metal, And the yield strength determination step of determining the yield strength of the specific metal by using the work hardening index and the stress coefficient determined in the crystal step.

가공경화지수-응력계수결정단계는 당해 특정 금속에 대한 가공경화지수값을 설정하는 가공경화지수설정단계와, 압입하중-변위곡선(L-h curve)으로부터 특정 압입하중 작용시 압입자와 당해 특정 금속의 접촉반경 a를 추정하는 접촉반경추정단계와, 접촉반경추정단계에서 추정된 접촉반경을 이용하여 당해 특정 금속에 대한 특정 압입하중 작용시의 압입변형률 및 압입응력을 추정하는 압입변형률-응력추정단계와, 당해 특정 금속에 대한 압입변형률-응력추정단계에 추정된개의 압입변형률 및 압입응력을 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속의 가공경화지수을로 추정하는 가공경화지수추정단계와, 가공경화지수추정단계에서 추정된와 가공경화지수설정단계에서 설정된를 비교하는 가공경화지수판단단계와, 가공경화지수판단단계에서와이 다른 것으로 판단된 경우을로 하는 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계를 반복하는 반복단계와, 가공경화지수판단단계에서와이같은 것으로 판단된 경우 가공경화지수값을로 결정하여 이를 당해 특정 금속의 가공경화지수값으로 하는 가공경지수결정단계와, 가공경화지수결정단계에서 결정된값 및 마지막 반복단계에서 얻은 압입변형률 및 압입응력을 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속에 대한 응력계수값을 결정하는 응력계수결정단계를 포함한다.The work hardening index - the stress modulus determining step determines the work hardening index A contact radius estimation step of estimating a contact radius a of the specific grains and the specific grains in the specific indentation load operation from the indentation load-displacement curve (Lh curve) A press-in strain-stress estimation step of estimating a press-in strain and an indentation stress at the time of a specific indentation load acting on the specific metal by using the estimated contact radius; The indentation strain and the indentation stress of the dogs were calculated by the Hollomon relationship And the work hardening index of the specific metal of , A step of estimating the work hardening index, and a step of estimating the work hardening index And in the work hardening index setting step A work hardening index judging step for comparing the work hardening index Wow Is judged to be different of A contact radius setting step, an indentation strain-stress estimation step, and a work hardening index estimating step, and a step of determining a work hardening index, Wow If this is the case, Value Determining a machining hardness number of the specific metal as the work hardening index value of the specific metal; Value and the indentation strain and the indentation stress obtained in the last iteration step are calculated according to the Hollomon relationship To calculate the stress coefficient And a stress coefficient determining step of determining a value.

항복강도결정단계에서는라고 정의되는 항복강도식에 당해 특정 금속에 대해 가공경화지수-응력단계에서 결정된 가공경화지수값 및 응력계수값을 대입함으로써 당해 특정 금속의 항복강도를 결정한다.는 여러 종류의 금속에 대한 대표적 변형률값으로서 이들 금속에 대한 항복강도를 구하는 경우에 공통적으로 적용되는 고정된 값이며, 항복강도결정단계는 대표적 변형률값를 결정하는 대표적변형률결정방법을 포함한다.In determining the yield strength The work hardening index for the particular metal in the yield strength equation defined as the work hardening index determined in the stress phase Value and stress coefficient The yield strength of the particular metal is determined by substituting the value. Is a representative strain value for various metals and is a fixed value commonly applied to obtaining the yield strength for these metals, and the yield strength determination step is a representative strain value And a representative strain determining method for determining a representative strain.

가공경화지수설정단계Work hardening index setting step

가공경화지수설정단계에서는 특정 금속의 가공경화지수값이 설정된다. 제1회째의 가공경화지수설정단계에서의값은 0.3으로 하고, 제2회째 이상의 가공경화지수설정단계에서의값은 후술하는 가공경화지수추정단계에서 추정되는값으로 한다.In the work hardening index setting step, the work hardening indexValue is set. In the first work hardening index setting stepValue is set to 0.3, and in the second or more work hardening index setting stepValue is estimated in the work hardening index estimating step described laterBy value do.

접촉반경추정단계Contact radius estimation step

압입자와 당해 특정 금속의 접촉반경을 추정하기 위해서는 압입하중과 압입하중 작용시의 변위를 나타내는 압입하중-변위곡선(L-h curve)을 측정해야 하며,압입하중-변위곡선(L-h curve)의 개략적인 그림은 도5에 도시되어 있다. 압입하중-변위곡선(L-h curve)은 도1에 도시된 연속압입시험장치를 통해 얻을 수 있다. 당해 특정 금속에 대한 압입하중-변위곡선(L-h curve)이 구해지면 당해 특정 금속의 압입하중-변위곡선(L-h curve)으로부터번째의 특정한 압입하중 작용시 압입자와 당해 특정 금속의 접촉반경를 수학식1과 같이 추정한다.In order to estimate the contact radius between the indenter and the specific metal, the indentation load-displacement curve (Lh curve) indicating the displacement under the indentation load and the indentation load operation should be measured, and a schematic diagram of the indentation load-displacement curve (Lh curve) The figure is shown in Fig. The indentation load-displacement curve (Lh curve) can be obtained through the continuous indentation testing apparatus shown in Fig. Once the indentation load-displacement curve (Lh curve) for the particular metal is obtained, the indentation load-displacement curve (Lh curve) The contact radius of the specific gravity and the specific gravity of the specific gravity Is estimated as shown in Equation (1).

여기서, here,

수학식1에서은 압입시 압입 주위에 발생하는 pile-up/sink-in에 의한 영향을 보정하기 위한 것으로은 당해 특정 금속의 가공경화지수를 나타내고,인 것으로 한다. 그리고,은 압입자의 반경을 나타낸다.In Equation (1) Is intended to compensate for the effect of pile-up / sink-in that occurs around the indentation during indentation Represents the work hardening index of the specific metal, . And, Represents the radius of the indenter.

또한, 도5를 참조하면 수학식1에서는 당해 특정 금속에 대한회의 압입시험중번째의 특정한 압입하중 작용시 최대 압입깊이에서 탄성굴곡에 의한 깊이를 뺀 깊이로서, 이는 압입탄성이론(W.C. Oliver and G.M. Pharr, J.Mater. Res. 7(6), 1564(1992) 참조)으로부터 구해진 것이고,는 하중제거곡선의 초기 기울기를 하중 0 까지 외삽한 깊이로서 하중제거곡선의 초기접선이 압입하중-변위곡선(L-h curve)의 h축과 만나는 지점으로 결정된다.Referring to FIG. 5, in Equation 1, Lt; RTI ID = 0.0 > During the press fitting test The maximum indentation depth Which is obtained from the indentation elasticity theory (see WC Oliver and GM Pharr, J.Mater. Res. 7 (6), 1564 (1992)), The initial slope of the load removal curve Is the extrapolated depth to load 0 and is determined as the point at which the initial tangent of the load removal curve meets the h axis of the indentation load-displacement curve (Lh curve).

따라서,번째의 특정한 압입하중 작용시 압입자와 당해 특정 금속의 접촉반경를 추정하기 위해서는 압입하중-변위곡선(L-h curve)으로부터,및값을 구해야 한다.therefore, The contact radius of the specific gravity and the specific gravity of the specific gravity (Lh curve) from the indentation load-displacement curve , And The value must be found.

및값이 구해지면 수학식1을 이용하여및값을 구한 뒤를 추정한다.값을 구하는데 있어은 가공경화지수설정단계에서 설정된 값으로 한다. 가공경화지수의 함수인의 결정방법은 후술한다. And Once the value is obtained, using Equation 1 And After determining the value . To get the value Is set to the value set in the work hardening index setting step. Work hardening index Function of Will be described later.

한편, 당해 특정 금속에는 압입자를 통해회에 걸쳐 압입하중을 작용시키므로 모두개의값이 추정된다.On the other hand, Since the indentation load acts on the doggy Value is estimated.

f(n)결정방법f (n) determination method

은 금속의 물성인 가공경화지수의 함수로서은, 실험을 통하여 여러 금속에 대한값을 구하는값결정단계와,값결정단계에서 구한 여러 금속에 대한값을 이용하여 함수의 상수값을 결정하는 함수결정단계에 의해 특정된다. 이때,은에 관한 일정한 식으로 가정된다. The work hardening index As a function of Through experiments, it was found that To obtain a value Determining a value, For the various metals obtained in the value determination step Using the value, Function that determines the constant value of And is specified by a determination step. At this time, silver Is assumed to be constant.

1.값결정단계One. Value determination step

개의 서로 다른 금속 각각에 대한회의 연속압입시험시번째 금속에 대한회째의 압입시험시의 응력을, 변형률을이라 하면 각각의 금속에 대해개의,을 얻는다. 여기서,,는 상수로서 1/3,는번째 금속에 대한번째 압입시험시 압입자에 작용하는 최대하중,,는 상수로서 0.1,,는번째 금속의 가공경화지수,은 압입자의 반경,,는번째 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 최대압입하중에서의 압입깊이,는번째 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 하중제거곡선의 초기 기울기를 하중 0 까지 외삽한 깊이를 나타낸다. For each of the different metals During the continuous continuous indentation test For the second metal The stress at the time of the indentation test , Strain For each metal, doggy , . here, , Is 1/3 as a constant, The For the second metal The maximum load acting on the pressure particle during the second indentation test, , 0.0 > 0.1, < / RTI & , The The work hardening index of the first metal, The radius of the indenter, , The For the second metal The indentation depth at the maximum indentation load in the second indentation test, The For the second metal Lt; RTI ID = 0.0 > 0 < / RTI >

한편, 상기한 바와 같이,은 측정가능하고,는 계산 가능하므로및값은값에 의해 특정된다.On the other hand, , Lt; / RTI > Can be calculated And The value is Lt; / RTI >

즉,번째 금속에 대한개의,은만의 함수이므로개의,이번째 금속에 대해 인장시험을 통해 얻은 진응력-진변형률곡선에 근접하도록값을 특정하면값결정단계가 완료된다.In other words, For the second metal doggy , silver Is a function only doggy , this To the true stress-strain curve obtained by the tensile test on the first metal If you specify a value The value determining step is completed.

2.함수결정단계2. Functions Determination step

함수결정단계에서는 함수의 형태를 가정한 뒤 상기값결정단계에서 특정된개의 금속에 대한값을 이용하여에 관한 함수인을 특정한다. 따라서, 함수은 금속시편이 다양할수록, 각 시편에 대한 압입실험회수가 많을수록 바람직한 함수로 특정된다.function In the decision step, Assuming the form of In the value determination step, For the metal Using the value Is a function of . Therefore, As the number of metal specimens varies, the number of indentation experiments for each specimen is specified as a desirable function.

도6을 참조하면 함수은로 가정하고, 상기값결정단계에서 특정된개의 금속에 대한값을 가장 적합하게 반영하도록 상수 c, d의 값을 특정함으로써 결정된다. 그러나, 함수의 형태는 반드시 가공경화지수에 관한 일차식일 필요는 없고,에 관한 다항식 또는 기타의 함수로 가정할 수 있다.6, silver , And In the value determination step, For the metal Is determined by specifying the values of constants c and d to best reflect the value. However, The form of the hardening index It does not need to be a first-order formula for Lt; / RTI > or other function.

도5 내지 도14를 참조하여 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강을 금속시편으로 하여 함수을 결정하면,이 된다.5 to 14, AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50, and TMCP steel are used as metal specimens, Lt; / RTI > .

압입변형률-응력추정단계Indentation Strain - Stress Estimation Step

압입변형률-응력추정단계에서는 접촉반경추정단계에서 추정된 접촉반경를 이용하여 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시의 압입변형률및 압입응력를 추정한다. 압입변형률및 압입응력를 추정하는 방법은 수학식2 및 수학식4와 같다. Indentation Strain - In the stress estimation step, the estimated contact radius ≪ RTI ID = 0.0 > Indentation strain at the time of the second indentation test And indentation stress . Indentation strain And indentation stress Is expressed by Equations (2) and (4) .

수학식2에서는 금속에 대한번째 압입시험시의 압입변형률,은 압입자의 반경,는 압입자와 금속의 접촉각으로서(D.Tabor,The Hardness of Metals(Clarendon Press, Oxford, 1951) 참조),는 상수로서 0.1이다.In Equation 2, For metals The indentation strain at the time of the second indentation test, The radius of the indenter, Is the contact angle between the pressure particle and the metal (See D. Taber, The Hardness of Metals (Clarendon Press, Oxford, 1951)), Is a constant of 0.1.

수학식2는 다음과 같이 유도된다.Equation (2) is derived as follows.

먼저, 깊이 방향의 변위를,와 같거나 작은 임의의 깊이를, 압입자의 반경을, 깊이에서 압입자와 금속의 접촉반경을이라 하면는 수학식3과 같다.First, the displacement in the depth direction , Any depth equal to or less than , The radius of the indenter , depth The contact radius of the abrasive particles and the metal is If you say Is expressed by Equation (3).

다음으로, 수학식3에서 얻은 깊이 방향의 변위를를에 관해 미분하고, 대표적인 변형률을 나타내도록 이 미분식에 상수를 곱하고을로 치환하면 수학식2를 얻는다. 수학식2는 기존의값이로 정의되는 것과 비교된다.Next, the displacement in the depth direction obtained from the equation (3) To , And a constant value is obtained by adding this constant ≪ / RTI > of (2) < / RTI > Equation (2) The value is . ≪ / RTI >

수학식4에서는번째 압입시험의 압입응력,는번째 압입시험시 금속에 작용하는 압입하중,는 상수로서 1/3이다.In Equation 4, The Indentation stress of the second indentation test, The The indentation load acting on the metal during the second indentation test, Is 1/3 as a constant.

따라서, 압입변형률를 추정하기 위해서는 수학식2에 상수, 압입자의 반경및 수학식1에서 얻은를 대입하면 된다.Therefore, (2) < / RTI >< RTI ID = 0.0 & , The radius of the indenter ≪ EMI ID = 2.0 > .

또한, 압입응력를 추정하기 위해서는 수학식4에 금속에 작용하는 압입하중, 수학식1에서 얻은를 대입하면 된다.In addition, (4), the indentation load acting on the metal , ≪ / RTI > .

가공경화지수추정단계Work hardening index estimation step

가공경화지수추정단계에서는 당해 특정 금속에 대해 압입변형률-응력추정단계에서 얻은개의및를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 가공경화지수을로 추정한다.In the step of estimating the work hardening index, for the specific metal, the indentation strain- doggy And The Hollomon relationship And the work hardening index of Respectively.

가공경화지수값을 추정하는 방법은 홀로몬(Hollomon)의 관계식이 압입변형률-응력추정단계에서 추정된개의를 가장 잘 반영하도록 하는값 및값을 구함으로써 수행된다. 즉, 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 압입변형률-응력추정단계에서 추정된값을 대입하여 얻은 응력값을라 할 때,개의값이 압입변형률-응력추정단계에서 추정된개의값을 가장 잘 반영하는값 및값을 구함으로써 수행된다.Work hardening index The method of estimating the value is the Hollomon relationship In this press-in strain-strain estimation step, doggy To best reflect Value and Lt; / RTI > That is, the relation of Hollomon Stress strain-strain estimation step The stress value obtained by substituting the value In other words, doggy Value is estimated at the press-in strain-stress estimation step doggy Which best reflects the value Value and Lt; / RTI >

가공경화지수추정단계의 대표적 방법은 다음과 같다.The representative method of estimating the work hardening index is as follows.

방법1Method 1

1)압입변형률-응력추정단계에서 추정된개의를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여개의을 얻는다.1) Indentation strain - Estimated at the stress estimation stage doggy The Hollomon relationship By substituting doggy .

2)=++ …++ …+인을 구한다.2) = + + ... + + ... + sign .

3)값이 최소가 되는및을 구하여 이를및로 한다.3) The value is minimized. And And And .

방법2Method 2

1)압입변형률-응력추정단계에서 추정된개의를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여개의을 얻는다.1) Indentation strain - Estimated at the stress estimation stage doggy The Hollomon relationship By substituting doggy .

2)=++ …++ …+인을 구한다.2) = + + ... + + ... + sign .

3)값이 최소가 되는및을 구하여 이를및로 한다.3) The value is minimized. And And And .

가공경화지수판단단계Process hardening index determination step

가공경화지수판단단계에서는 가공경화지수추정단계에서 추정된값이 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 값인지 다른 값인지를 판단한다.In the step of judging the work hardening index, Value is set in the work hardening index setting step Value or a different value.

반복단계Repeat step

반복단계에서는, 가공경화지수판단단계에서값과값이 다른 것으로 판단된 경우,값을로 설정하는 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수판단단계를 반복하여 수행한다.In the repeating step, in the work hardening index determination step Value and If it is determined that the values are different, Value , A contact radius estimation step, a press-in strain-stress estimation step, a work hardening index estimation step, and a work hardening index determination step are repeatedly performed.

즉, 최초으로 하여 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계를 수행하여 가공경화지수값을로 추정한다.That is, , The work hardening index setting step, the contact radius estimating step, the indentation strain-stress estimation step, and the work hardening index estimating step are performed to calculate the work hardening index value Respectively.

가공경화지수판단단계에서, 첫번째 가공경화지수추정단계에서 추정된값과 첫번째 가공경화지수단계에서 설정된이 서로 다른 값으로 판단되면,값을로 설정하는 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수추정단계를 수행하여 다시 가공경화지수추정값가 두번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 값인지 다른 값인지를 판단한다. 이때,값이값이 다른 것으로 판단되면값을로설정하는 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수판단단계를 수행한다.In the step of determining the work hardening index, Value and in the first work hardening exponent step Are determined to be different values, Value , The contact radius setting step, the press-in strain-stress estimating step, the work hardening index estimating step, and the work hardening index estimating step are performed to set the work hardening index value Is set in the second work hardening index setting step Value or a different value. At this time, The value is If it is determined that the values are different Value , A contact radius estimation step, an indentation strain-stress estimation step, a work hardening index estimation step, and a work hardening index determination step are performed.

이러한 방법으로번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값가번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같을 때까지 가공경화지수설정단계,접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수판단단계를 반복하여 수행한다.In this way The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index end Is set in the step of setting the work hardening index , The contact radius setting step, the press-in strain-stress estimation step, the work hardening index estimating step, and the work hardening index determining step are repeatedly performed.

가공경화지수결정단계Work hardening index determination step

가공경화지수결정단계에서는,번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값가번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 것으로 판단되면,의 최종값를번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값또는번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값으로 결정한다.In the work hardening index determination step, The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index end Is set in the step of setting the work hardening index Value, The final value of To The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index or Is set in the step of setting the work hardening index Value.

응력계수결정단계Stress coefficient determination step

응력계수결정단계에서는,번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값가번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 것으로 판단된 경우, 가공경화지수결정단계에서 결정된값 및번째 압입변형률-응력추정단계에서 얻은,를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속의 응력계수값을 결정한다.In the stress coefficient determination step, The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index end Is set in the step of setting the work hardening index Value is determined to be the same as the value determined in the work hardening index determination step Value and The second indentation strain-strain obtained from the stress estimation step , The Hollomon relationship And the stress coefficient of the specific metal ≪ / RTI >

한편, 가공경화지수추정단계에서는값 외에값도 추정되므로번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 응력계수값를의 최종값으로 결정할 수도 있다.On the other hand, in the work hardening index estimating step Besides the value The value is also estimated Estimated stress coefficient value at the step of estimating the work hardening index To May be determined as the final value.

항복강도결정단계Determination of yield strength

항복강도결정단계에서는 가공경화지수-응력계수결정단계에서 결정된 당해 특정 금속에 대한 가공경화지수값, 응력계수값을로 정의되는 항복강도식에 대입하여 당해 특정 금속에 대한 항복강도값을 결정한다.In the yield strength determination step, the work hardening index - the work hardening index Value, stress coefficient Value To the yield strength formula defined as < RTI ID = 0.0 > ≪ / RTI >

홀로몬의 관계식은 탄성영역에 대하여 적용되지만 인장시험을 통하여 탄성영역의 한계점인 한계탄성점은 항복점과 거의 일치함이 알려져 있으므로, 금속에 대한 항복강도를 나타내는 항복강도식는 홀로몬의 식을 이용하여로 정의할 수 있다.Holomon's relation Is applied to the elastic region, but it is known that the limit elastic point, which is the limit point of the elastic region through the tensile test, almost coincides with the yield point. Therefore, the yield strength Using the equation of the holomon .

한편,는 여러종류의 금속시편 각각에 대해 상기한 항복강도식을 이용하여 각각의 금속의 항복강도를 구하는 경우에 공통적으로 적용되는 고정된 값으로서 대표적 항복변형률이라고 정의하며, 대표적 항복변형률값를 결정하는 대표적항복변형률결정방법은 다음과 같다.Meanwhile, Is defined as a typical yield stress, which is a fixed value commonly applied to the yield strength of each metal by using the above-described yield strength equation for each of several kinds of metal specimens, and the typical yield strain value A typical yield strain determination method for determining the yield strain is as follows.

대표적항복변형률결정방법Typical yield strain determination method

대표적 항복변형률값를 결정하기 위해서는, 서로 다른 종류의개의 금속 각각에 대해, 연속압입시험을 통해 상기한 가공경화지수-응력계수결정단계를 수행하여번째 금속에 대한 가공경화지수값 및 응력계수값을 결정한다.Typical yield strain values In order to determine, For each of the four metals, the work hardening index-stress coefficient determination step described above is performed through a continuous indentation test The work hardening index Value and stress coefficient ≪ / RTI >

번째 금속에 대한 가공경화지수값 및 응력계수값이 결정되면,개의 금속에 대한 이들 값을 항복강도식에 각각 대입하여인개의를 얻는다. 이때 각각의는 대표적 변형률인만의 함수가 된다. The work hardening index Value and stress coefficient Once the value is determined, These values for the three metals are expressed as the yield strength equation Respectively assigned to the sign doggy . At this time, Is a representative strain .

개의가 얻어지면, 각각의가 인장시험을 통해 얻은번째 금속의 항복강도값에 각각 근접하도록값을 특정한다.값을 특정하는 대표적 방법은 상기한 가공경화지수추정단계에서 사용된 방법과 동일하다. doggy Respectively, Is obtained by a tensile test Yield strength value of the first metal Respectively Specify the value. The representative method of specifying the value is the same as the method used in the step of estimating the work hardening index.

이하, 상기한 구성을 갖는 일반적 실시예의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the general embodiment having the above-described configuration will be described.

가공경화지수설정단계Work hardening index setting step

가공경화지수설정단계에서는 특정 금속의 가공경화지수값이 설정된다. 제1회째의 가공경화지수설정단계에서의값은 0.3으로 하고, 제2회째 이상의 가공경화지수설정단계에서의값은 후술하는 가공경화지수추정단계에서 추정되는값으로 한다.In the work hardening index setting step, the work hardening indexValue is set. In the first work hardening index setting stepValue is set to 0.3, and in the second or more work hardening index setting stepValue is estimated in the work hardening index estimating step described laterBy value do.

접촉반경추정단계Contact radius estimation step

먼저, 당해 특정 금속에 대하여 압입하중과 압입하중 작용시의 변위를 나타내는 압입하중-변위곡선(L-h curve)을 측정한다. 압입하중-변위곡선(L-h curve)이 구해지면 압입하중-변위곡선(L-h curve)으로부터번째의 특정한 압입하중 작용시 압입자와 당해 특정 금속의 접촉반경를 수학식1과 같이 추정한다.First, the indentation load-displacement curve (Lh curve) showing the displacement under the indentation load and the indentation load operation is measured for the specific metal. When the indentation load-displacement curve (Lh curve) is obtained, the indentation load-displacement curve (Lh curve) The contact radius of the specific gravity and the specific gravity of the specific gravity Is estimated as shown in Equation (1).

번째의 특정한 압입하중 작용시 압입자와 당해 특정 금속의 접촉반경를 추정하기 위해서는 압입하중-변위곡선(L-h curve)으로부터,및값을 구한다.및값이 구해지면 수학식1을 이용하여및값을 구한 뒤를 추정한다.값을 구하는데 있어서, 함수은 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강을 금속시편으로 하여 상기한 f(n)결정방법에 따라 구해진인 것으로 하고,은 가공경화지수설정단계에서 설정된 값으로 한다. The contact radius of the specific gravity and the specific gravity of the specific gravity (Lh curve) from the indentation load-displacement curve , And Value. And Once the value is obtained, using Equation 1 And After determining the value . In determining the value, (N) determination method using the AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50, and TMCP steels as metal specimens And, Is set to the value set in the work hardening index setting step.

한편, 당해 특정 금속시편에는 압입자를 통해회에 걸쳐 압입하중을 작용시키므로 모두개의값이 추정된다.On the other hand, in the specific metal specimen, Since the indentation load acts on the doggy Value is estimated.

압입변형률-응력추정단계Indentation Strain - Stress Estimation Step

압입변형률를 추정하기 위해서는 수학식2에 상수, 압입자의 반경및 수학식1에서 얻은를 대입한다.Indentation strain (2) < / RTI >< RTI ID = 0.0 & , The radius of the indenter ≪ EMI ID = 2.0 > .

또한, 압입응력를 추정하기 위해서는 수학식3에 시편에 작용하는 압입하중, 수학식1에서 얻은를 대입한다.In addition, The equation (3) is used to estimate the indentation load , ≪ / RTI > .

압입변형률-응력추정단계에서는 모두개의및가 얻어진다.In the press-in strain-stress estimation step, doggy And Is obtained.

가공경화지수추정단계Work hardening index estimation step

가공경화지수추정단계에서는 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 압입변형률-응력추정단계에서 얻은개의를 대입하여 얻은 각각의값이 압입변형률-응력추정단계에서 얻은값에 각각 근접하도록값 및값을 추정한다.In the work hardening index estimation step, Hollomon's relation Of the indentation strain-strain obtained in the stress estimation step doggy ≪ / RTI > Value obtained by the press-in strain-stress estimation step Respectively. Value and Estimate the value.

가공경화지수추정단계의 대표적 방법은 상기의 일반적 실시예의 구성에서 설명한 바와 같다.The representative method of the step of estimating the work hardening index is as described in the construction of the above general embodiment.

가공경화지수판단단계Process hardening index determination step

가공경화지수판단단계에서는 가공경화지수추정단계에서 추정된값이 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 값인지 다른 값인지를 판단한다.In the step of judging the work hardening index, Value is set in the work hardening index setting step Value or a different value.

반복단계Repeat step

반복단계에서는, 가공경화지수판단단계에서값이 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 다른 것으로 판단된 경우, 가공경화지수판단단계에서값이값과 같은 값으로 판단될 때가지을로 하는 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수판단단계를 반복하여 수행한다.In the repeating step, in the work hardening index determination step Value is set in the work hardening index setting step Value, it is judged in the work hardening index determination step The value is Until it is judged to be the same value as the value of A contact radius setting step, a pressing radius strain-stressing step, a work hardening index estimating step, and a work hardening index determining step are repeatedly performed.

반복단계의 상세한 내용은 상기의 일반적 실시예의 구성에서 설명한 바와 같다.The details of the repetition step are as described in the configuration of the above general embodiment.

가공경화지수결정단계Work hardening index determination step

가공경화지수결정단계에서는,번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값가번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 것으로 판단되면,의 최종값를번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값또는번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값으로 결정한다.In the work hardening index determination step, The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index end Is set in the step of setting the work hardening index Value, The final value of To The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index or Is set in the step of setting the work hardening index Value.

응력계수결정단계Stress coefficient determination step

응력계수결정단계에서는,번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 가공경화지수값가번째 가공경화지수설정단계에서 설정된값과 같은 것으로 판단된 경우, 가공경화지수결정단계에서 결정된값 및번째 압입변형률-응력추정단계에서 얻은,를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속의 응력계수인값을 결정한다.In the stress coefficient determination step, The work hardening index value estimated in the step of estimating the work hardening index end Is set in the step of setting the work hardening index Value is determined to be the same as the value determined in the work hardening index determination step Value and The second indentation strain-strain obtained from the stress estimation step , The Hollomon relationship And the stress coefficient of the specific metal ≪ / RTI >

한편, 가공경화지수추정단계에서는값 외에값도 추정되므로번째 가공경화지수추정단계에서 추정된 응력계수값를의 최종값으로 결정할 수도 있다.On the other hand, in the work hardening index estimating step Besides the value The value is also estimated Estimated stress coefficient value at the step of estimating the work hardening index To May be determined as the final value.

항복강도결정단계Determination of yield strength

항복강도결정단계에서는 가공경화지수-응력결정단계에서 결정된 당해 특정 금속에 대한 가공경화지수값, 응력계수값을로 정의되는 항복강도식에 대입하여 당해 특정 금속에 대한 항복강도값을 결정한다.In the yield strength determination step, the work hardening index - the work hardening index for the specific metal determined in the stress determination step Value, stress coefficient Value To the yield strength formula defined as < RTI ID = 0.0 > ≪ / RTI >

는 여러종류의 금속시편 각각에 대해 상기한 항복강도식을 이용하여 각각의 금속의 항복강도를 구하는 경우에 공통적으로 적용되는 고정된 값으로서 대표적 항복변형률로 정의하며, 이의 결정방법은 상기한 구성에서 설명한 바와 같다. Is defined as a representative yield strain as a fixed value commonly applied to obtaining the yield strength of each metal by using the above-described yield strength equation for each of several kinds of metal specimens. As described above.

AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강을 대표적 항복변형률결정을위한 금속시편으로 하여 본 발명에 따라 결정되는 대표적 변형률값는 0.01인 것으로 한다.AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, and TMCP steels were used as representative metal strain specimens to determine the representative strain values Is 0.01.

이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto.

예를 들면, 상기의 일반적 일실시예에서 금속의 압입하중-변위곡선(L-h curve) 측정시 압입자는 0.5mm의 구형 압입자를 이용하고, 압입자의 압입속도는 0.1mm/min가 되도록 하였으나, 다른 실시예에서는 압입자의 반경과 압입속도중의 어느 하나 또는 양자 모두를 달리할 수도 있다.For example, in the above-mentioned general embodiment, when measuring the Lh curve of the indentation load-displacement curve of the metal, a 0.5 mm spherical indenter is used and the indentation speed of the indentor is 0.1 mm / min. In the example, either or both of the radius of the indenter and the pressing speed may be different.

또한, 상기의 일반적 일실시예에서 압입자의 최종 압입깊이는 0.3mm(압입자 반경의 60%)가 되도록 하였으나, 다른 실시예에서는 압입자의 최종 압입깊이를 다르게 할 수도 있다.Further, in the above-described general embodiment, the final indentation depth of the indenters is 0.3 mm (60% of the radius of the indentation), but in other embodiments, the final indentation depth of the indenters may be different.

또한, 상기의 일반적 일시예에서 대표적 변형률값를 0.01인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서 대표적 변형률값는 0.007~0.013인 것으로 할 수도 있다.Further, in the general temporal example, the representative strain value Is 0.01, but in other embodiments, the representative strain value May be 0.007 to 0.013.

또한, 상기의 일반적 일시예에서 대표적 변형률값를 구하는데 있어서 금속시편의 조합을 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강들의 조합인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서는 기타의 조합으로 할 수도 있다. 즉, 상기한 일부 강을 다른 강으로 대체하거나, 다른 강을 추가하거나, 다른 강들 만으로 금속시편의 조합을 구성할 수 있다.Further, in the general temporal example, the representative strain value The combination of the metal specimens is a combination of AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, and TMCP steels. However, in other embodiments, other combinations may be used. That is, some of the above-described steels may be replaced with other steels, other steels may be added, or combinations of the metallic specimens may be formed only by other steels.

또한, 상기의 일반적 일실시예에서인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서인 것으로 하거나, 특히, c는 -0.4 ~ -0.3이고 d는 1.05 ~ 1.15인 것으로 하거나, 또는을에 관한 2차 이상의 다항식 또는 기타의 함수인 것으로 할 수도 있다.Also, in the above general embodiment However, in another embodiment Or in particular , c is from -0.4 to -0.3 and d is from 1.05 to 1.15, or of And may be a polynomial of a second order or higher order or other function.

또한, 상기의 일반적 일실시예에서 함수을 특정하는데 있어서 금속시편의 조합을 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강들의 조합인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서는 기타의 조합으로 할 수도 있다. 즉, 상기한 일부 강을 다른 강으로 대체하거나, 다른 강을 추가하거나, 다른 강들 만으로 금속시편의 조합을 구성할 수 있다.Further, in the above general embodiment, The combination of the metal specimens is a combination of AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, and TMCP steels. However, in other embodiments, other combinations may be used. That is, some of the above-described steels may be replaced with other steels, other steels may be added, or combinations of the metallic specimens may be formed only by other steels.

또한, 상기의 일반적 일실시예에서는 상수로서 0.1인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서는 0.05~0.15인 상수인 것으로 할 수도 있다.Also, in the above general embodiment Is 0.1 as a constant, but in another embodiment May be a constant of 0.05 to 0.15.

또한, 상기의 일반적 일실시예에서는 상수로서 1/3인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서는 1/2.8~1/3.2인 상수인 것으로 할 수도 있다.Also, in the above general embodiment Is 1/3 as a constant, but in another embodiment May be a constant of 1 / 2.8 to 1 / 3.2.

또한, 상기의 일반적 일실시예에서 가공경화지수추정단계 수행시 압입변형률-응력추정단계에서 얻은 모든를 이용하여 가공경화지수를 추정하였으나, 다른 실시예에서 가공경화지수추정단계를 수행하는 경우인만을 이용하여 가공경화지수를 추정할 수도 있다. 일반적으로 최대하중에서의 변형률은 가공경화지수와 같다고 알려져 있으므로 압입시험을 이용하여 진응력-진변형률을 측정할 경우에 의미있는 변형률 범위는 가공경화지수값과 같거나 작은 값이 되는 것이 그 이유이다.In addition, in the above-described general embodiment, all of the values obtained in the press-in strain-stress estimation step in the step of estimating the work hardening index To estimate the work hardening index. However, in another embodiment, when the work hardening index estimating step is performed sign It is also possible to estimate the work hardening index using only the work hardening index. In general, it is known that the strain at the maximum load is equal to the work hardening index, so that when the true stress-strain is measured using the indentation test, the meaningful strain range is equal to or less than the work hardening index .

또한, 상기의 일반적 일실시예에서 제1회째의 가공경화지수설정단계 수행시의값은 0.3인 것으로 하였으나, 다른 실시예에서 제2회째의 가공경화지수설정단계 수행시의값은 달리 설정할 수도 있다.Further, in the above-mentioned general embodiment, in the case of performing the first work hardening index setting step Value is 0.3, but in another embodiment, the value of < RTI ID = 0.0 > Values can be set differently.

한편, 상기의 일반적 일실시예는 진응력-진변형률결정단계를 갖지 않는 것으로 하였으나, 다른 실시예는 진응력-진변형률결정단계를 갖는 것으로 할 수도 있다. 이때, 진응력-진변형률은 마지막 압입변형률-응력추정단계에서 얻은,값이 각각 진변형률, 진응력이 된다.On the other hand, the above general embodiment does not have a true stress-true strain determining step, but other embodiments may have a true stress-true strain determining step. In this case, the true stress-true strain is obtained from the final indentation strain- , The values become true strain, true stress, respectively.

실시예2Example 2

이하, 구형압입자를 이용하여 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP, 초세립 강에 대해 본 발명에 따라 결정된 가공경화지수 및 응력계수와 이들을 결정하기 위해 필요한 데이터를 표에 나타낸다.The table below shows the work hardening indices and stress coefficients determined according to the present invention for the AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP, and super-fine steels using a spherical indenter and the data required to determine them.

표1(AISI1025강)Table 1 (AISI1025 Steel)

표2(SA106강)Table 2 (SA106 steel)

표3(SA213강)Table 3 (SA213 steel)

표4(SA508강)Table 4 (SA508 Steel)

표5(SM50강)Table 5 (SM50 steel)

표6(TMCP강)Table 6 (TMCP steel)

표7(초세립강)Table 7 (Super fine steel)

표에서 hmax, hf및 Lmax는 압입하중-변위곡선으로부터 직접측정되고, S는 압입하중-변위곡선상의 하중제거곡선으로부터 계산된다. 나머지 변수들은 상기의 일반적 실시예에 따라 결정된다.In the table, h max , h f, and L max are measured directly from the indentation load-displacement curve and S is calculated from the load removal curve on the indentation load-displacement curve. The remaining variables are determined according to the above general embodiment.

여기서, 구형압입자의 반경은 0.5mm, 압입자의 압입속도는 0.1mm/min, 압입자의 최종 압입깊이는 0.3mm(압입자 반경의 60%),,인 것으로 하였다. 단, 변형률이 보다 작은 범위의 실험데이터를 얻기 위하여 초세립강의 경우에 구형압입자의 반경은 0.79375인 것으로 하였다.Here, the radius of the spherical indenter The indentation speed of the indentor is 0.1 mm / min, the final indentation depth of the indentor is 0.3 mm (60% of the radius of the indentation) , Respectively. However, in order to obtain experimental data in a range of smaller strain, the radius of the spherical indenter Was 0.79375.

또한,,,은 가공경화지수결정단계에서 결정된 가공경화지수값이인 경우, 마지막 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계에서 추정된 접촉반경, 압입변형률, 압입응력으로서,번째 압입시의 진접촉반경, 진압입변형률, 진압입응력을 나타낸다.Also, , , The work hardening index value determined in the step of determining the work hardening index , The contact radius, the indentation strain, and the indentation stress estimated in the last contact radius estimation step, the indentation strain-stress estimation step, The true contact radius at the time of the second indentation, the push-in strain, and the compressive force.

본 실시예에 따른 응력계수 및 가공경화지수의 결정에 있어서, 표1, 표2, 표3, 표5, 표6에서는 2~9회째 압입시의 데이터만을 사용하고, 표4에서는 4~8회째 압입시의 데이터만을 사용하고, 표7에서는 5~9회째 압입시의 데이터만을 사용하였다. 초기단계의 압입시의 데이터는 실험시편의 표면부위가 경화 또는 연화되었을 경우 잘못된 정보를 제공할 염려가 있어 제거되고, 후기단계의 압입시의 데이터는 압입변형률이 가공경화지수보다 크므로 제거되었다. 특히 최종단계의 압입시의 데이터는 하중제거곡선에 있어서 hf점의 결정이 그 이전 단계의 경우와 다르기 때문에 제거되었다.In the determination of the stress coefficient and the work hardening index according to this embodiment, only the data at the 2nd to 9th press-in is used in Table 1, Table 2, Table 3, Table 5 and Table 6, Only the data at the time of indenting is used, and only the data at the fifth to ninth indentations are used in Table 7. The data at the initial stage of indentation are removed because of the possibility of providing false information when the surface of the test specimen is hardened or softened, and the data at the time of indentation in the later stage are removed because the indentation strain is larger than the work hardening index. In particular, the data at the final stage indentation were removed because the determination of h f point in the load removal curve was different from that in the previous step.

이하, 구형압입자를 이용하여 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP, 초세립 강에 대해 상기한 표1 내지 표7에 나타낸 가공경화지수, 응력계수와 이들을 이용하여 본 발명에 따라 결정된 항복강도 및 인장시험을 통해 측정된 가공경화지수, 응력계수와 항복강도를 표8에 나타낸다.The work hardening indices and stress coefficients shown in Tables 1 to 7 for the AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP and super fine steel were measured using a spherical indentor and the yield strength determined according to the present invention And tensile test, the tensile modulus and the yield strength are shown in Table 8.

표8Table 8

표8에서 항복강도는 상기의 일반적 일실시예에 따라 구해진 값이고, 이때 대표적 항복변형률값도 상기의 일반적 일실시예에 따라 0.01인 것으로 하였다.In Table 8, the yield strength is a value obtained according to the above general embodiment, wherein the typical yield strain value Is 0.01 in accordance with the general embodiment described above.

도7에는 AISI1025, SA106, SA213 강에 대해, 도8에는 SA508, SM50, TMCP 강에 대해, 도9에는 초세립강에 대해 구형압입자를 이용하여 측정된 압입하중-변위곡선이 도시되어 있다.FIG. 7 shows the indentation load-displacement curves measured for the AISI 1025, SA 106 and SA 213 steels, FIG. 8 for SA 508, SM 50 and TMCP steels, and FIG. 9 for the superfine steels using spherical indenters.

도10에는 AISI1025강에 대해, 도11에는 SA106강에 대해, 도12에는 SA213강에 대해, 도13에는 SA508강에 대해, 도14에는 SM50강에 대해, 도15에는 TMCP 강에 대해, 도16에는 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률이 점으로 도시되어 있고, 일축인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률이 실선으로 도시되어 있다.Fig. 10 shows the ASSI 1025 steel, Fig. 11 shows the SA106 steel, Fig. 12 shows the SA213 steel, Fig. 13 shows the SA508 steel, Fig. 14 shows the SM50 steel, Shows the true stress-strain strain obtained according to the present invention as a point, and the true stress-strain strain obtained according to the uniaxial tensile test is shown by a solid line.

도17에는 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 가공경화지수와 인장시험에 따라 얻어진 가공경화지수가 점으로 도시되어 있는데, 세로축은 본 발명에 따라 얻어진 가공경화지수값을, 가로축은 인장시험에 따라 얻어진 가공경화지수값을 의미한다.17 shows the work hardening indices obtained according to the present invention and the work hardening indices obtained according to the tensile test for AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50 and TMCP steels by dots. The ordinate shows the work hardening And the abscissa represents the work hardening index value obtained by the tensile test.

도18에는 AISI1025, SA106, SA213, SA508, SM50, TMCP 강에 대해 본 발명에 따라 얻어진 항복강도와 인장시험에 따라 얻어진 항복강도가 점으로 도시되어 있는데, 세로축은 본 발명에 따라 얻어진 항복강도값을, 가로축은 인장시험에 따라 얻어진 항복강도값을 의미한다.18 shows the yield strength obtained according to the present invention and the yield strength obtained according to the tensile test for AISI 1025, SA106, SA213, SA508, SM50, and TMCP steels in points. The vertical axis represents the yield strength value obtained according to the present invention , And the abscissa denotes the yield strength value obtained by the tensile test.

표8, 도9 내지 도14, 도15를 참조하면 본 발명에 따라 얻어진 진응력-진변형률, 가공경화지수값은 인장시험에 따라 얻어진 진응력-진변형률, 가공경화지수값에 근접함을 알 수 있다.Referring to Table 8, FIG. 9 to FIG. 14 and FIG. 15, it can be seen that the true stress-strain value and work hardening index value obtained according to the present invention are close to the true stress- .

또한, 표8, 도16을 참조하면 본 발명에 따라 얻어진 항복강도값은 인장시험에 따라 얻어진 항복강도값에 근접함을 알 수 있다.Referring to Table 8 and FIG. 16, it can be seen that the yield strength value obtained according to the present invention is close to the yield strength value obtained by the tensile test.

본 발명은 특정 금속에 대하여 연속압입시험에 따른 압입하중-변위곡선을 측정하고, 이 변위곡선을 분석하여 가공경화지수 및 응력계수를 도출하고, 이 값들을 이용하여 당해 금속에 대한 항복강도를 도출함으로써, 인장시험을 대체하는 효과가 있다.In the present invention, the indentation load-displacement curve according to the continuous indentation test is measured for a specific metal, the work hardening index and the stress coefficient are derived by analyzing the displacement curve, and the yield strength for the metal is derived , There is an effect of replacing the tensile test.

또한, 본 발명은 가공경화지수 및 응력계수 도출시, 압입 주위에 발생하는 파일업/싱크인(pile-up/sink-in)현상을 고려하여 압입자와 금속시편의 접촉반경 및 변형률을 새롭게 정의함으로써 인장시험을 통해 얻는 값에 가까운 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention newly defines the contact radius and strain of the abrasive particles and the metal specimen in consideration of the pile-up / sink-in phenomenon occurring around the indentation when the work hardening index and stress coefficient are derived. Thereby obtaining a result close to the value obtained through the tensile test.

또한, 본 발명은 항복강도식을 정의하고, 항복강도식에서의 대표적 변형률값인를 인장시험을 통한 데이터에 근접하도록 결정함으로써, 인장시험을 통해 얻는 항복강도에 근접하는 항복강도를 얻을 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention defines a yield strength expression and defines a representative strain value in the yield strength expression Is determined to be close to the data through the tensile test, it is possible to obtain the yield strength close to the yield strength obtained by the tensile test.

또한, 본 발명은 인장시험을 대체함으로써 인장시험에 드는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 시편이 부족한 경우나 국부적 물성평가가 필요한 경우에 유용하게 적용될 수 있다.Further, the present invention can reduce the time and cost required for the tensile test by replacing the tensile test, and can be usefully applied when the specimen is insufficient, or when a local physical property evaluation is required.

Claims (8)

압입자를 이용한 연속압입시험에 있어서,In the continuous indentation test using the indenter, 특정 금속의 가공경화지수를값 및 응력계수를값을 결정하는 가공경화지수-응력계수결정단계와,The work hardening index of a specific metal is Value and stress factor A work hardening index-stress coefficient determining step of determining a value, 여러 종류의 금속에 대한 대표적 항복변형률값을라 할 때, 상기 가공경화지수-응력계수결정단계에서 결정된값,값 및로 정의되는 항복강도식을 이용하여 당해 특정 금속의 항복강도를 결정하는 항복강도결정단계를 갖는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.Typical yield strain values for various metals Quot ;, which is determined in the work hardening index-stress coefficient determination step value, Value and , The yield strength of the specific metal And a yield strength determining step of determining a yield strength of the steel sheet by using the continuous indentation test. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 대표적 항복변형률값는개의 서로 다른 금속 각각에 대한 연속압입시험시번째 금속에 대해 상기 가공경화지수-응력계수결정단계에서 결정된 가공경화지수를, 응력계수를라 하고, 상기값 및값을 상기 항복강도식에 대입하여 얻은 값을라 할 때,인개의값이 각각 인장시험을 통해 얻은번째 금속의 항복강도값에 각각 근접되도록 특정되는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.The typical yield strain value The In the continuous indentation test for each of the different metals And the work hardening index determined in the step of determining the stress coefficient , The stress coefficient Quot; Value and Value to the above yield strength equation In other words, sign doggy Value obtained by tensile test, respectively Yield strength value of the first metal And the yield strength is determined to be close to each other. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 대표적 변형률값는 0.007~0.013인 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.The representative strain value Is 0.007 to 0.013. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 가공경화지수-응력계수결정단계는 구형압입자를 이용한회의 연속압입시험에 있어서 당해 특정 금속의 가공경화지수값을 설정하는 가공경화지수설정단계와,The work hardening index-stress coefficient determination step may be performed using a spherical indenter In the continuous continuous indentation test, the work hardening index A work hardening index setting step of setting a value, 상기 가공경화지수설정단계에서 설정된값을에 대입하여회의 연속압입시험중번째 압입시험시 압입자가 당해 특정 금속과 접촉하는 접촉반경를 추정하는 접촉반경추정단계와,The work hardening index setting step Value By substituting During the continuous press-fitting test During the first indentation test, the contact radius at which the indentor contacts the particular metal A contact radius estimating step of estimating a contact radius, 상기 접촉반경추정단계에서 추정된 접촉반경를 이용하여 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시의 압입변형률및 압입응력를 추정하는 압입변형률-응력추정단계와,The contact radius estimation step estimates the contact radius ≪ RTI ID = 0.0 > Indentation strain at the time of the second indentation test And indentation stress Stress-strain estimation step for estimating a strain, 상기개의및를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속의 가공경화지수을로 추정하는 가공경화지수추정단계와,remind doggy And The Hollomon relationship And the work hardening index of the specific metal of A work hardening index estimating step of estimating a work hardening index, 상기를 상기 가공경화지수설정단계에서 설정된과 비교하는 가공경화지수판단단계와,remind Is set in the work hardening index setting step A work hardening index judging step for comparing the work hardening index with the work hardening index, 상기 가공경화지수판단단계에서와이 다른 것으로 판단된 경우,을로 하여 상기 가공경화지수설정단계, 접촉반경추정단계, 압입변형률-응력추정단계, 가공경화지수추정단계, 가공경화지수판단단계를 반복하는 반복단계와,In the work hardening index determination step Wow Is determined to be different, of A repetition step of repeating the step of setting the work hardening index, the step of estimating the contact radius, the step of estimating the press hardening index, the step of estimating the work hardening index, 상기 가공경화지수판단단계에서와이 같은 것으로 판단된 경우,의 최종값를로 하여 이를 당해 특정 금속의 가공경화지수로 결정하는 가공경화지수결정단계와,In the work hardening index determination step Wow If this is the case, The final value of To Determining a work hardening index as a work hardening index of the specific metal, 상기 가공경지수결정단계에서 결정된값 및 마지막 반복단계에서 얻은,를 홀로몬(Hollomon)의 관계식에 대입하여 당해 특정 금속에 대한 응력계수값을 결정하는 응력계수결정단계를 갖는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.The number of the processed ground points Value and the value obtained in the last iteration step , The Hollomon relationship To calculate the stress coefficient And a stress coefficient determining step of determining a value of the yield strength. 여기서,,here, , 은 가공경화지수에 관한 함수, The work hardening index Function, 은 압입자의 반경, The radius of the indenter, , , 는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험시 최대압입하중에서의 압입깊이, Lt; RTI ID = 0.0 > The indentation depth at the maximum indentation load in the second indentation test, 는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 하중제거곡선의 초기 기울기를 하중 0 까지 외삽한 깊이, Lt; RTI ID = 0.0 > The depth at which the initial slope of the load removal curve was extrapolated to load 0, , , 는 상수, Is a constant, 는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 압입자와 당해 특정금속의 접촉각, Lt; RTI ID = 0.0 > The contact angle between the pressure particle and the specific metal in the first indentation test, , , 는 상수, Is a constant, 는 당해 특정 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 압입자에 작용하는 최대하중. Lt; RTI ID = 0.0 > Maximum load acting on pressure particles in the second indentation test. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 은개의 서로 다른 금속 각각에 대한회의 연속압입시험시번째 금속에 대한개의 응력및 변형률이번째 금속에 대한 인장시험을 통해 얻은 진응력-진변형률곡선에 근접하도록번째 금속의값인값을 특정하는값결정단계와, silver For each of the different metals During the continuous continuous indentation test For the second metal Stresses And strain this Close to the true stress-strain curve obtained by the tensile test on the first metal Of the second metal Value To specify a value Determining a value, 상기값결정단계에서 특정된개의값을 이용하여에 관한 함수인을 특정하는결정단계에 의해 특정되는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.remind In the value determination step, doggy Using the value Is a function of To specify Characterized in that the yield strength is determined by a determination step. 여기서,,here, , 는 상수, Is a constant, 는번째 금속에 대한번째 압입시험시 압입자에 작용하는 최대하중, The For the second metal The maximum load acting on the pressure particle during the second indentation test, , , 는 상수, Is a constant, , , 는번째 금속의 가공경화지수, The The work hardening index of the first metal, 은 압입자의 반경, The radius of the indenter, , , 는번째 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 최대압입하중에서의 압입깊이, The For the second metal The indentation depth at the maximum indentation load in the second indentation test, 는번째 금속에 대한번째 압입시험에 있어서 하중제거곡선의 초기 기울기를 하중 0 까지 외삽한 깊이,, The For the second metal The depth at which the initial slope of the load removal curve was extrapolated to load 0, , 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 접촉반경추정단계에서인 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.In the contact radius estimation step Wherein the yield strength is determined by a continuous indentation test. 여기서, c는 -0.4 ~ -0.3,Here, c is -0.4 to -0.3, d는 1.05 ~ 1.15.d is 1.05 to 1.15. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 접촉반경추정단계 및 압입변형률-응력추정단계에서는 0.05~0.15이고는 1/2.8~1/3.2의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결방법.In the contact radius estimation step and the indentation strain-stress estimation step Is 0.05 to 0.15 Is a value of 1 / 2.8 to 1 / 3.2. 제7항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 가공경화지수설정단계에서 제1회째의 가공경화지수설정단계 수행시의값은 0.3인 것을 특징으로 하는 연속압입시험을 이용한 항복강도결정방법.In the work hardening index setting step, when the first work hardening index setting step Wherein the value of the yield strength is 0.3.
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