KR20110120531A - 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치 - Google Patents

자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110120531A
KR20110120531A KR1020100039978A KR20100039978A KR20110120531A KR 20110120531 A KR20110120531 A KR 20110120531A KR 1020100039978 A KR1020100039978 A KR 1020100039978A KR 20100039978 A KR20100039978 A KR 20100039978A KR 20110120531 A KR20110120531 A KR 20110120531A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strain
specimen
phase transformation
magnetic
magnetic force
Prior art date
Application number
KR1020100039978A
Other languages
English (en)
Inventor
고강희
이동열
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020100039978A priority Critical patent/KR20110120531A/ko
Publication of KR20110120531A publication Critical patent/KR20110120531A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/24—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in magnetic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/04—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

본 발명은 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 변형유기 마르텐사이트가 상자성(Paramagnetic)임을 이용하여, 자기력 측정 센서를 통해 변형유기 마르텐사이트 생성 유무를 측정하고, 물체가 외부의 힘을 받았을 때 생기는 형태와 부피의 변화 및 변형력을 측정하여 변형유기 상변태가 일어나는데 필요한 에너지를 산출 및 기록하기 위한 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치에 관한 것이다.
상기 발명을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면,
시편을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛과 상기 인장유닛이 형성되는 몸체 및 상기 인장유닛에 구비되어 상기 시편에서 발생 되는 자기력을 측정하는 자기측정센서를 포함한다.

Description

자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치{USING MAGNETIC FORCE STRAIN INDUCED MARTENSITICTRANSFORMATION METHOD FOR TENSION TESTER AND DEVICE}
본 발명은 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 변형유기 마르텐사이트가 상자성(Paramagnetic)임을 이용하여, 자기력 측정 센서를 통해 변형유기 마르텐사이트 생성 유무를 측정하고, 물체가 외부의 힘을 받았을 때 생기는 형태와 부피의 변화 및 변형력을 측정하여 변형유기 상변태가 일어나는데 필요한 에너지를 산출 및 기록하기 위한 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치에 관한 것이다.
종래에는, 자동차의 배기가스에 대한 환경오염 문제가 크게 대두 되었다. 상기의 환경문제에 대하여 연료사용량 절감(연비향상) 및 이를 위한 차체 경량화가 소재분야에서는 중요한 해결방안으로 대두 되었다. 또한, 차체의 가공량은 시간이 갈수록 심화 되어 연성에 대한 요구도 증대되고 있는 추세이다.
상기의 요구를 모두 만족시키기 위해서는 고강도, 고연성의 강재를 개발하는 것이 매우 필요하고, 이러한 요구를 충족시키기 위해서 많은 발명자들이 기술개발을 계속하여 진행하고 있다.
특히 근래에 들어서는, 차체의 경량화뿐만 아니라, 자동차가 사고가 나게 될 경우, 차체의 파손은 불가피 하게 되는데, 사고로 인한 차체의 파손시 차량 내 탑승자가 안전함을 최적화하기 위해, 차체의 재질 및 특성이 중요한 요소로 작용하게 된다는것을 인식하고 있다.
이에 따라, 차량의 사고시에 차량에 탑승되 있는 탑승자의 안전을 고려하여, 차체의 외부 충격을 차량 내부의 탑승자에게 최소화할 수 있도록 하는 기술개발이 진행되는 실정이다.
본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치는, 오스테나이트상 금속이 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는데 필요한 에너지를 간편하게 확인할 수 있는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치는, 오스테나이트상 금속이 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 시작점을 용이하게 확인할 수 있는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치는, 오스테나이트상 금속이 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 과정을 단시간에 간단하게 파악할 수 있는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면,
시편을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛과 상기 인장유닛이 형성되는 몸체 및 상기 인장유닛에 구비되어 상기 시편에서 발생 되는 자기력을 측정하는 자기측정센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 인장유닛은, 상기 몸체에 하부가 고정되고 상부가 상기 시편을 파지하는 하부지그와, 상기 하부지그가 파지하는 시편의 대향 된 부분을 파지하는 상부지그와, 상기 상부지그와 일단이 연결된 채로, 타단이 상기 몸체에 연결되어 상기 몸체의 수직 길이방향으로 승강 또는 하강 되는 승하강바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이어서, 상기 몸체는, 상기 하부지그가 고정되는 제1몸체와, 상기 제1몸체에서 수직방향으로 형성되어, 상기 승하강바의 승하강을 안내하는 제2몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 제2몸체는, 상기 승하강바가 수직방향으로 슬라이딩 되도록 가이드 하는 슬라이딩로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인장유닛의 작동을 제어하여, 상기 시편에 가하는 인장력 및 응력을 조절 가능하게 하는 컨트롤박스와, 상기 컨트롤박스와 연계됨과 동시에, 상기 자기측정센서로부터 상기 시편에서 발생 되는 자기력을 측정하여, 상기 시편에서 변형유기 상태변화를 확인가능하게 하는 모니터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이어서, 상기 자기측정센서는, 상기 시편에 인접되게 배치되되, 상기 인장유닛이 시편에 가하는 인장력에는 간섭되지 않는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 인장유닛은, 상기 시편에 인접되게 배치되어, 상기 시편의 스트레인(strain)을 측정하는 변형량감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이어서, 상기 인장유닛은, 상기 시편에 인접되게 배치되어, 상기 시편의 스트레스(stress)를 측정하는 응력감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기 자기측정센서는, 상기 시편의 자성발생과, 자속밀도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 오스테나이트 상태의 시편을 준비하는 준비단계 상기 준비단계의 시편을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛에 고정하는 고정단계, 상기 인장유닛을 통해 상기 시편에 인장을 가하여, 상기 시편이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되는 시작점을 확인하는 상변태확인단계, 상기 시편이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되면서 발생 되는 자기력을 자기측정센서를 통해 측정하는 자기측정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이어서, 상기 자기측정단계는, 상기 시편의 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 과정에서 가해지는 스트레스(stress)와 시편의 늘어나는 스트레인(strain)의 측정값으로부터, 변형유기 상변태가 일어나는데 필요한 변형에너지를 계산하는 수치측정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 자기측정단계는, 상기 수치측정단계를 통해 측정된 측정값과, 자속밀도로부터, 상기 시편이 오스테나이트상에서 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태가 일어나는 정도를 상수화하는 상수화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치는, 오스테나이트상 금속이 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 것을 간편하게 파악하면서도, 그에 소모되는 비용 및 소요인력을 줄이는 경제적 효과가 있다.
본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치는, 다양한 금속의 오스테나이트상에서 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 시작점을 단시간에 용이하게 찾을 수 있는 그 사용상의 효과가 있다.
본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치는, 다양한 금속의 오스테나이트상에서 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 추이를 단시간에 파악하여, 사용자가 원하는 금속을 적시에 원활하게 사용할 수 있는 그 사용상의 다른 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치를 나타낸 실시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치의 요부를 나타낸 실시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법의 공정을 나타낸 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이하의 상세한 설명에서는, 일 예로 오스테나이트상 금속의 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 시작점과 과정을, 자기력을 통해 용이하게 파악할 수 있도록 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 오스테나이트상 금속이 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태 되는 것을 자기력을 통해 확인할 수 있도록 하기 위한 기술분야 전반에 걸쳐 본 발명의 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치 [특히, 인장유닛(110)과 자기측정센서(140)]의 기술적 구성을 동일하게 적용할 수 있음은 물론이라 할 것이다.
변형유기 마르텐사이트의 경우 오스테나이트와 달리 자기력에 반응을 하는 성자성체(paramagnetic)로, 자기력 측정 센서에 의해 탐지가 가능하므로, 인장시험을 통해 오스테나이트 금속이 변형을 받게 되어 변형유기 마르텐사이트가 생성되게 될때 자기력 측정센서가 반응을 하는 것을 확인할 수 있다.
이떼, 상기 성자성체(paramagnetic)는, 자기장 안에 넣으면 자기장 방향으로 약하게 자화하고, 자기장이 제거되면 자화하지 않는 물질로써, 자화되는 크기는 주위의 자기장의 크기에 비례하며, 자화되는 정도는 자화율로 표현하고, 자화율은 온도에 반비례하여 커지는 것으로, 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략하기로 한다.
후술 될 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치에서는, 금속 시편(30)에 스트레인(strain)과 스트레스(stress)를 가하고, 마르텐사이트의 생성 유무를 파악하여, 금속의 오스테나이트상에서 마르텐사이트상으로 상변태 하는 시점과 과정을 측정하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치를 나타낸 실시도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시편(30)을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛(110)과, 상기 인장유닛(110)이 형성되는 몸체(120) 및 상기 인장유닛(110)에 구비된 상기 시편(30)에서 발생 되는 자기력을 측정하는 자기측정센서(140)가 구비된다.
상기에 구성에 따라, 상기 몸체(120)에 오스테나이트 상태의 시편(30)을 준비하는 준비단계(S10)를 갖는다.
그리고, 상기 준비단계(S10)의 시편(30)을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛(110)에 고정하는 고정단계(S20)를 가게 된다.
이어서, 상기 시편(30)은, 다양한 금속을 사용하게 되고, 다양한 금속에 따른 오스테나이트상에서 마르텐사이트상으로 상변태되는 시점과 상기 금속에 strain과 stress를 가하면서 이에 따라 상변태 되는 정도를 측정하여, 측정값을 자료로 축적하게 된다.
그리고, 상기 자기측정센서(140)는, 상기 시편(30)에 인접되게 배치되되, 상기 인장유닛(110)이 시편(30)에 가하는 인장력에는 간섭되지 않는다.
바람직하게는, 상기 자기측정센서(140)는, 상기 몸체(120)에 지지된 채로 상기 시편(30)에 인접하게 배치되고, 이러한 자기측정센서(140)는, 상기 시편(30)에 밀착 또는 이격 되게 구비되어도 무방하며, 다만 상기 시편(30)에서 발생 되는 자기력을 측정할 수 있어야 한다.
한편, 상기 인장유닛(110)은, 상기 몸체(120)에 하부가 고정되고 상부가 상기 시편(30)을 파지하는 하부지그(112)와, 상기 하부지그(112)가 파지하는 시편(30)의 대향 된 부분을 파지하는 상부지그(114)와, 상기 상부지그(114)와 일단이 연결된 채로, 타단이 상기 몸체(120)에 연결되어 상기 몸체(120)의 수직 길이방향으로 승강 또는 하강 되는 승하강바(116)를 포함한다.
여기에서, 상기 인장유닛(110)은, 상기 시편(30)에 스트레인(strain)과 스트레스(stress)를 가하는 기능을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 하부지그(112)가 먼저 상기 시편(30)을 파지하도록 한 후, 상기 상부지그(114)가 승강 또는 하강 되도록 하여, 상기 하부지그(112)가 파지하는 시편(30)의 대향 된 부분을 상기 상부지그(114)가 원활하게 파지가능하게 된다.
그리고, 상기 몸체(120)는, 상기 하부지그(112)가 고정되는 제1몸체(122)와,
상기 제1몸체(122)에서 수직방향으로 형성되어, 상기 승하강바(116)의 승하강을 안내하는 제2몸체(124)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 제1몸체(122)는, 상기 하부지그(112)가 견고하게 고정유지 되도록 하는 기능을 수행하게 되고, 상기 제2몸체(124)는, 상기 상부지그(114)와 연결형성된 상기 승하강바(116)가 승강 또는 하강시 이동구간을 안내하는 기능을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 제2몸체(124)는, 상기 승하강바(116)가 수직방향으로 슬라이딩 되도록 가이드 하는 슬라이딩로드(126)를 구비한다.
이렇게, 상기 몸체(120)의 상부지그(114)와 하부지그(112)가 상기 시편(30)을 수직 상하로 맞잡은 상태로, 상부지그(114)의 승하강바(116)가 상기 슬라이딩로드(126)에 가이드 되어 승강하게 되면, 상기 시편(30)에는, strain과 stress가 가해지게 된다.
이때, 상기 인장유닛(110)을 통해 상기 시편(30)에 인장을 가하는 과정을 통해, 상기 시편(30)이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되는 시작시점을 확인하는 상변태확인단계(S30)가 진행되는 것이다.
특히, 상기 시편(30)이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되는 시작점을 확인하는 것은 상기 자기측정센서(140)에서 감지하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 몸체(120)는, 상기 인장유닛(110)의 작동을 제어하여, 상기 시편(30)에 가하는 인장력을 조절 가능하게 하는 컨트롤박스(127)와, 상기 컨트롤박스(127)와 연계됨과 동시에, 상기 자기측정센서(140)로부터 상기 시편(30)에서 발생 되는 자기력을 측정하여, 상기 시편(30)에서 변형유기 상태변화를 확인가능하게 하는 모니터부(128)를 더 포함한다.
결과적으로, 상기 인장유닛(110)이 시편(30)에 가하는 인장력 및 응력을 조절하는 컨트롤박스(127)는, 외부에서 사용자가 기설정된 수치 또는 시편(30)에 따른 수치 변경에 따라 상기 인장유닛(110)을 제어하게 된다.
이렇게, 상기 시편(30)이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되면서 발생 되는 자기력을 자기측정센서(140)를 통해 측정하는 자기측정단계(S40)에서는 상기에 언급된 바와 같이, 상기 시편(30)이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되는 시작점을 확인하게 되는 것이다.
특히, 상기 모니터부(128)는, 상기 몸체(120)에 구비되되, 상기 인장유닛(110)과 연결형성되어, 상기 자기측정센서(140)에서 감지하는 자료를 축적함과 동시에 외부에서 용이하게 확인가능하도록 나타나게 된다.
바람직하게, 상기 모니터부(128)는, 자료를 취합해서 계산을 하는 PC(미도시)와 외부에서 확인가능한 모니터(미도시)를 포함하며, 이러한 모니터부(128)의 기능은 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치의 요부를 나타낸 실시도 이다.
도 2를 참조하면, 상기 인장유닛(110)은, 상기 시편(30)에 인접되게 배치되어, 상기 시편(30)의 스트레인(strain)을 측정하는 변형량감지부(115)를 포함한다.
또한, 상기 인장유닛(110)은, 상기 시편(30)에 인접되게 배치되어, 상기 시편(30)의 스트레스(stress)를 측정하는 응력감지부(117)를 더 포함한다.
이어서, 상기 변형량감지부(115)는, 상기 시편(30)의 스트레인(strain)을 측정가능한 인장측정장치를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 응력감지부(117)는, 상기 시편(30)의 스트레스(stress)를 측정가능한 로드셀(load cell)을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 로드셀은 무게를 숫자로 표시하는 전자저울에 필수적인 무게측정 소자(素子)로서, 이러한 로드셀은 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략하기로 한다.
바람직하게는, 상기 변형량감지부(115)와 응력감지부(117)는, 상기 몸체(120)에 지지된 채로 상기 시편(30)에 인접하게 배치되고, 이러한 자기측정센서(140)는, 상기 시편(30)에 밀착 또는 이격 되게 구비되어도 무방하며, 다만 스트레인(strain)에 의한 상기 시편(30)의 변형량과, 스트레스(stress)에 의한 상기 시편(30)의 응력 감지 및 측정할 수 있어야 한다.
이렇게, 상기 자기측정단계(S40)는, 상기 시편(30)의 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 과정에서 가해지는 스트레스(stress)와 시편(30)의 늘어나는 스트레인(strain) 정도를 취합하여, 변형유기 상변태가 일어나는데 필요한 에너지를 계산하는 수치측정단계(S50)를 포함하게 된다.
이어서, 상기 변형량감지부(115)와 응력감지부(117)는, 상기 컨트롤박스(127)와 연결되어 외부에서 사용자가 기설정된 수치 또는 상기 시편(30)에 따른 수치 변경에 따라 상기 인장유닛(110)을 제어하게 되는 것은 물론이고, 상기 변형량감지부(115)와 응력감지부(117)에 감지 및 측정된 수치는 상기 모니터부(128)에 용이하게 확인되는 것이 바람직하다.
결과적으로, 상기 수치측정단계(S50)에서는, 상기 변형량감지부(115)와 응력감지부(117)를 통해 상기 시편(30)의 변형량과 응력을 감지 및 측정한 후, 상기 모니터부(128)로 전달하게 되는 것이다.
특히, 상기 자기측정센서(140)는, 상기 시편(30)의 자성발생과, 자속밀도(magnetic flux density)를 동시에 측정하는 것이 바람직하다.
이렇게, 상기 변형량감지부(115)는, 상기 시편(30)의 스트레인(strain)을 측정하고, 상기 응력감지부(117)는, 상기 시편(30)의 스트레스(stress)를 계산하며 상기 자기측정센서(140)는, 상기 시편(30)의 자기력 발생 시점과, 자속밀도(magnetic flux density)를 측정한다.
또한, 상기 시편(30)이 오스테나이트에서 마르텐사이트가 생성된 시점에서 스트레인(strain)의 응력을 측정함으로써 변형유기 마르텐사이트가 생성되는데 필요한 최초 에너지를 계산하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하여, 상기 변형량감지부(115)와 응력감지부(117) 및 자기측정센서(140)의 상기 시편(30) 측정을 살펴보면,
상기 그래프 1에서 S는, stress-strain curve를 나타내는 것으로, 상기 시편(30)이 오스테나이트상에서 마르텐사이트상으로 상변태 됨에 따라, 상기 자기측정센서(140)가 변형유기 마르텐사이트 발생시점을 확인하고, 이에 따라, 상기 응력감지부(117)가 strain에서 응력을 측정함으로써 변형유기 마르텐사이트가 최초 생성되는데 필요한 에너지인 E를 계산하게 된다.
이어서, 오스테나이트상에서 마르텐사이트상으로 상변태 되는 과정에서 마르텐사이트의 분율이 증가하게 됨으로, 자속밀도인 M이 증가하는 것을 strain-magnetic flux density(strain induced martensite volum fraction)으로 계산 상수를 나타내어 상기 시편(30)별 변형당 변형유기 마르텐사이트가 발생 되는 비율을 나타내게 된다.
결과적으로, 변형유기 마르텐사이트가 Paramagnetic(상자성)임을 이용하여, 상기 자기측정센서(140)를 통해 변형유기 마르텐사이트 생성 유무를 파악할 수 있고, 상기 시편(30)에 스트레인(strain)과 스트레스(stress)를 알게 됨으로써, 오스테나이트가 마르텐사이트로 상변태 되는데 필요한 에너지를 계산할 수 있게 된다.
특히, 마르텐사이트의 자속밀도가 증가하는 것은, volum fraction per strain을 통해 그 추이를 확인할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법의 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 상기 자기측정단계(S40)는, 상기 수치측정단계(S50)를 통해 나온 자료와, 자속밀도를 취합하여, 상기 시편(30)이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태가 일어나는 정도를 상수화하는 상수화단계(S60)를 더 포함한다.
이렇게, 다양한 금속 시편(30)의 오스테나이트상에서 마르텐사이트상으로 상변태 되는 시작점 및 추이를 계산하고, 상기 인장유닛(110)을 통해 감지 및 측정된 수치 자료는 상기 모니터부(128)에 축적되고, 사용자가 용이하게 확인 가능하도록 한다.
그리고, 상기 수치측정단계(S50)는, 다양한 금속 시편(30)의 오스테나이트에서 마르텐사이트로 상변태가 일어나는 시점에서의 stress와 늘어나는 strain 정도의 수치를 통해 상기 시편(30)의 인성을 계산한 후, 그에 따른 에너지를 측정하여, 데이터화 하는 상변태시점기록단계(S52)를 더 포함한다.
이어서, 상기 상변태시점기록단계(52)는, 상기 자기측정센서(140)로 용이하게 감지하여, 상기 모니터부(128)를 통해 확인 가능하다.
그리고, 상기 수치측정단계(S50)는, 스트레스(stress)와 늘어나는 스트레인(strain) 정도와 자속밀도를 통해 다양한 금속 시편(30)의 오스테나이트에서 마르텐사이트로 상변태가 일어나는 과정을 측정하여, 데이터화 하는 상변태과정기록단계(S54)를 더 포함한다.
이러한 상기 상변태과정기록단계(S54)는, 상기 변형량감지부(115)와 응력감지부(117)로 용이하게 감지하여, 상기 모니터부(128)를 통해 확인 가능하다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가 적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
30 : 시편 110 : 인장유닛
112 : 하부지그 114 : 상부지그
115 : 변형량감지부 116 : 승하강바
117 : 응력감지부
120 : 몸체 122 : 제1몸체
124 : 제2몸체 126 : 슬라이딩로드
127 : 컨트롤박스 128 : 모니터부
140 : 자기측정센서
S10 : 준비단계
S20 : 고정단계
S30 : 상변태확인단계
S40 : 자기측정단계
S50 : 수치측정단계 S52 : 상변태시점기록단계
S54 : 상변태과정기록단계
S60 : 상수화단계

Claims (12)

  1. 시편을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛과;
    상기 인장유닛이 형성되는 몸체; 및
    상기 인장유닛에 구비되어 상기 시편에서 발생 되는 자기력을 측정하는 자기측정센서;를 포함하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인장유닛은,
    상기 몸체에 하부가 고정되고 상부가 상기 시편을 파지하는 하부지그와,
    상기 하부지그가 파지하는 시편의 대향 된 부분을 파지하는 상부지그와,
    상기 상부지그와 일단이 연결된 채로, 타단이 상기 몸체에 연결되어 상기 몸체의 수직 길이방향으로 승강 또는 하강 되는 승하강바를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 하부지그가 고정되는 제1몸체와,
    상기 제1몸체에서 수직방향으로 형성되어, 상기 승하강바의 승하강을 안내하는 제2몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2몸체는,
    상기 승하강바가 수직방향으로 슬라이딩 되도록 가이드 하는 슬라이딩로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 인장유닛의 작동을 제어하여, 상기 시편에 가하는 인장력 및 응력을 조절 가능하게 하는 컨트롤박스와,
    상기 컨트롤박스와 연계됨과 동시에, 상기 자기측정센서로부터 상기 시편에서 발생 되는 자기력을 측정하여, 상기 시편에서 변형유기 상태변화를 확인가능하게 하는 모니터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자기측정센서는,
    상기 시편에 인접되게 배치되되, 상기 인장유닛이 시편에 가하는 인장력에는 간섭되지 않는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인장유닛은,
    상기 시편에 인접되게 배치되어, 상기 시편의 스트레인(strain)을 측정하는 변형량감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 인장유닛은,
    상기 시편에 인접되게 배치되어, 상기 시편의 스트레스(stress)를 측정하는 응력감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자기측정센서는,
    상기 시편의 자성발생과, 자속밀도를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험장치.
  10. 오스테나이트상의 시편을 준비하는 준비단계;
    상기 준비단계의 시편을 대향 된 방향으로 잡아당겨 인장테스트를 할 수 있도록 하는 인장유닛에 고정하는 고정단계;
    상기 인장유닛을 통해 상기 시편에 인장을 가하여, 상기 시편이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되는 시작점을 확인하는 상변태확인단계;
    상기 시편이 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 되면서 발생 되는 자기력을 자기측정센서를 통해 측정하는 자기측정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 자기측정단계는,
    상기 시편의 오스테나이트에서 변형유기 마르텐사이트로 상변태 과정에서 가해지는 스트레스(stress)와 시편의 늘어나는 스트레인(strain)의 측정값으로부터, 변형유기 상변태가 일어나는데 필요한 변형에너지를 계산하는 수치측정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 자기측정단계는,
    상기 수치측정단계를 통해 측정된 측정값과, 자속밀도로부터, 상기 시편이 오스테나이트상에서 변형유기 마르텐사이트상으로 상변태가 일어나는 정도를 상수화하는 상수화단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법.
KR1020100039978A 2010-04-29 2010-04-29 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치 KR20110120531A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100039978A KR20110120531A (ko) 2010-04-29 2010-04-29 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100039978A KR20110120531A (ko) 2010-04-29 2010-04-29 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110120531A true KR20110120531A (ko) 2011-11-04

Family

ID=45391647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100039978A KR20110120531A (ko) 2010-04-29 2010-04-29 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110120531A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313181B1 (ko) * 2012-02-23 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 시험편 다축 시험장치
CN103954500A (zh) * 2014-04-22 2014-07-30 上海大学 一种新型多功能力学实验装置
CN106154190A (zh) * 2016-06-21 2016-11-23 中国工程物理研究院材料研究所 针对中锰钢马氏体相变的磁性测量装置及其实现方法
CN106442130A (zh) * 2016-09-09 2017-02-22 哈尔滨工程大学 一种在海洋环境和拉应力作用下多根frp筋耐久性实验装置
KR102385479B1 (ko) 2021-10-19 2022-04-12 건설공인시험연구원 주식회사 강도 시험장치
EP4151994A1 (de) * 2021-09-21 2023-03-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Messvorrichtung und verfahren zum erfassen einer magnetischen eigenschaft einer mechanisch belasteten probe
KR102520649B1 (ko) * 2021-12-30 2023-04-11 목포대학교산학협력단 압축시험용 지그 장치

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313181B1 (ko) * 2012-02-23 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 시험편 다축 시험장치
CN103954500A (zh) * 2014-04-22 2014-07-30 上海大学 一种新型多功能力学实验装置
CN106154190A (zh) * 2016-06-21 2016-11-23 中国工程物理研究院材料研究所 针对中锰钢马氏体相变的磁性测量装置及其实现方法
CN106154190B (zh) * 2016-06-21 2018-11-27 中国工程物理研究院材料研究所 针对中锰钢马氏体相变的磁性测量装置及其实现方法
CN106442130A (zh) * 2016-09-09 2017-02-22 哈尔滨工程大学 一种在海洋环境和拉应力作用下多根frp筋耐久性实验装置
CN106442130B (zh) * 2016-09-09 2019-02-26 哈尔滨工程大学 一种在海洋环境和拉应力作用下多根frp筋耐久性实验装置
EP4151994A1 (de) * 2021-09-21 2023-03-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Messvorrichtung und verfahren zum erfassen einer magnetischen eigenschaft einer mechanisch belasteten probe
KR102385479B1 (ko) 2021-10-19 2022-04-12 건설공인시험연구원 주식회사 강도 시험장치
KR102520649B1 (ko) * 2021-12-30 2023-04-11 목포대학교산학협력단 압축시험용 지그 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110120531A (ko) 자기력을 이용한 변형유기 상변태 측정 인장시험방법 및 장치
Sun et al. Quantitative characterization of creep constraint induced by crack depths in compact tension specimens
Ren et al. Studies on laws of stress-magnetization based on magnetic memory testing technique
Ren et al. Studies on influences of initial magnetization state on metal magnetic memory signal
Dong et al. Quantitative evaluation of residual stress and surface hardness in deep drawn parts based on magnetic Barkhausen noise technology
Stupakov et al. Evaluation of surface decarburization depth by magnetic Barkhausen noise technique
JP6048059B2 (ja) 成形温度評価方法及び成形温度評価システム
CN102692378B (zh) 一种金属有机涂层环境试验中样品预应变的方法
Walther et al. Cyclic deformation behavior of steels and light-metal alloys
Hristoforou et al. On the universality of the dependence of magnetic parameters on residual stresses in steels
Zhang et al. Theoretical and experimental investigation on the magnetomechanical effect of steel bars subjected to cyclic load
Nebel et al. Cyclic deformation behaviour of austenitic steels at ambient and elevated temperatures
Zhang et al. Corrosion damage evaluation of loaded steel strand based on self-magnetic flux leakage
Jian et al. Experiment on relationship between the magnetic gradient of low-carbon steel and its stress
Knez et al. A rotating bending approach for determination of low-cycle fatigue parameters
Blaow et al. Effect of deformation in bending on magnetic Barkhausen noise in low alloy steel
CN106154190A (zh) 针对中锰钢马氏体相变的磁性测量装置及其实现方法
CN116087319A (zh) 一种漏磁信号特征的量化方法
Hu et al. Study on the influencing factors of magnetic memory method
Novikov et al. Testing uniaxial stresses in steels with allowance for their magnetoelastic sensitivity
Zhang et al. Quantitative study on cross-section damage of steel wire rope based on magnetic signal characteristics under weak magnetic excitation
Popov et al. The method of magnetic coercimetry and its application to assess the residual life of lifting equipment
Yi LIUa et al. Evaluation of Fatigue Damage in 304 Stainless Steel by Measuring Residual Magnetic Field
Sun et al. Non-proportional hardening of dual phase steels and its constitutive representation
JP2008002859A (ja) オーステナイト系ステンレス鋼の非破壊検査方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application