1. 재료시험의 종류
선박을 건조하기 전 재료의 성질을 알고 있어야만 한다. 그중 기초적인 것으로 탄성한도, 마모, 강도, 경도, 피로강도 등이 있다. 또 재료에 가해지는 응력에는 인장, 압축, 굽힘, 비틀림 등을 생각할 수 있다. 이 기계적인 성질을 알아내기 위해 여러 시험이 있는데 이를 통칭해 재료시험이라고 한다. 종류로는 인장시험, 압축 시험, 전단 시험, 굴곡 시험, 비틀림 시험, 충격시험, 경도 시험, 피로시험, 크리잎시험, 에릭센 시험이 있다.
2. 인장시험, 굴곡시험, 충격시험
인장시험(tensile test)는 재료에 인장하중을 가했을 때의 강도와 변형의 정도를 시험하는 것으로서 인장 시험기를 사용해 시험 편을 서서히 잡아당겨 항복점, 인장강도, 연신율, 단면수축율 등을 측정하는 시험이다. 시험 방법은 인장 시험기에 인장시험편의 양단을 고정하고 양단에서 절단될 때까지 잡아당긴다. 압연강재의 항복강도는 인장강도의 약 2/3 정도이다. 강재의 인장강도가 너무 커도 불합격 요소가 될 수 있다. 압축시험은 주철, 콘크리트 등 취약한 재료에 대해 압축강도, 항복점, 비례 한계 등을 조사하기 위해 행하는 것으로, 하중이 재료를 압축하는 방향으로 작동하는 것 외에는 인장시험과 동일하다. 굴곡시험(bending test)은 굴곡 시험에는 재료의 굴곡에 대항하는 저항력을 시험하는 저항시험과 연성 재료의 변형 성능을 조사하기 위한 굽힘시험이 있다. 저항시험은 보통 주철 등의 굽힘 응력에 대한 저항력을 조사하는 시험으로 시험편의 양단을 지지하고 중앙에다 하중을 가하는 것이다. 굽힘시험은 재료의 인성을 시험해 변형 성능을 알아보는 것으로 공업상으로 중요하나, 정량적으로 결정하기 어려워 세밀한 시험은 어렵다. 굴곡 시험 편을 상온 상태에서 지정된 각도까지 굴국 시켰을 때 외측에 균열이 생기는지 아닌지를 검사하는 것이다. 균열이 생기지 않아야 합격이다.
충격시험(impact test)은 재료의 충격력에 대한 저항의 크기 즉 재료의 인성과 취성과의 정도를 측정하기 위해 하는 동적시험 방법이다. 시험방법은 추나 진자를 어느 높이에서 떨어트려, 노치가 파져 있는 시험 편을 치게 하여 결함부에 응력을 집중시켜 파괴하고, 그때에 시험 편에 흡수된 에너지를 측정해 충격에 견디는 정도(인성)를 시험하는 것이다.
3. 비틀림시험, 크리잎시험, 경도시험
비틀림시험은 재료의 비틀림에 대한 저항력을 구하는 시험이다. 시험편의 한쪽을 고정하고 다른 쪽에 비틀림을 줘서 전단 탄성계수를 구한다. 피로시험은 재료에 가해지는 하중을 계속 반복하면 그 하중이 재료의 항복점 이하라 해도 결국 파괴되는데 이와 같이 재료가 피로해서 파괴되지 않는 범위 내의 최대 응력을 피로 한계라 하고 이를 시험하는 게 피로시험이다. 가하는 하중의 종류에 따라 인장 압축 피로시험, 굽힘 피로시험, 비틀림 피로시험, 충격 피로시험으로 나뉜다. 크리잎시험(creep test)은 크리잎이란 어떤 재료에 작은 하중이라도 계속 걸어놓으면 변형이 생겨 결국 파괴되는데 이를 시험하는 것이다. 에릭센은 재료가 press 가공이나 압연가공에 적당한가를 직접적으로 검사하는 시험이다. 에릭센 시험기를 사용한다. 경도시험은 재료의 경도를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있는데 현재 사용하는 시험법은 3가지가 있다. 첫째, 정적압입시험법으로 시험 편에 굳은 물질을 일정한 하중으로 눌러대 생긴 오목한 부분의 정도에 따라 경도를 측정하는 방법이다. 브리넬 경도, 빅커어스 경도, 로크웰 경도가 이에 속한다. 둘째, 동적경도시험법은 금강석이나 강구를 시험 편에 일정한 높이에서 떨어트려 튀어 오르는 높이에 의해 경도를 측정하는 방법이다. 셋째, 긋기시험법은 금강석의 끝으로 흠을 시험 편에 내서 생기는 홈의 폭을 측정하는 방법이다. 리벳시험은 종합시험은 직경의 2배와 같은 길이의 시험 편을 적열 한 채로 원길이의 1/3이 될 때까지 종방향으로 압축해 외면에 균열이 생기지 않아야 합격이다. 타전 시험은 그 두부를 적열 해 shank 직격의 2.5배까지 때려도 외부에 균열이 생기지 않아야 합격이다.
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