해설 보기
정답로크웰 시험 — 다이아몬드 원추 또는 강구를 압입해 그 자국의 깊이로 경도를 구하는 시험입니다.
핵심 개념
경도 시험법의 구분 — 압입 깊이를 재는 로크웰 경도
경도 시험은 무엇을 측정값으로 삼느냐에 따라 나뉩니다. 브리넬·비커스는 압입자국의 넓이(지름·대각선 길이)를 재고, 로크웰은 압입자국의 깊이를 재며, 쇼어는 낙하시킨 해머의 반발 높이를 잽니다. 로크웰 시험은 먼저 기준 하중을 걸어 영점을 잡은 뒤 시험 하중을 가하고 다시 기준 하중으로 되돌렸을 때 남은 압입 깊이 차이로 경도값을 계산합니다. 압입자는 경한 재료용 다이아몬드 원추(120°, C스케일)와 연한 재료용 강구(1.588mm, B스케일)를 함께 쓰며, 자국 크기를 현미경으로 측정할 필요 없이 값이 바로 지시되어 신속합니다.
선지별 해설
①쇼어 시험은 다이아몬드를 붙인 해머를 일정 높이에서 떨어뜨려 튀어 오른 반발 높이로 경도를 구하는 반발식 시험입니다. 압입자국의 깊이를 재는 방식이 아니므로 정답이 아닙니다.
②브리넬 시험은 강구를 압입한 뒤 남은 자국의 지름을 측정해 표면적을 구하고 하중을 그 면적으로 나눠 경도를 계산합니다. 압입자가 강구뿐이고 측정 대상도 깊이가 아니라 자국의 넓이입니다.
③로크웰 시험은 C스케일에서 120° 다이아몬드 원추를, B스케일에서 강구를 압입자로 사용하며, 기준 하중과 시험 하중에 의한 압입 깊이의 차이로 경도값을 산출합니다. 문제의 설명과 정확히 일치하는 시험법입니다.
④비커스 시험은 대면각 136°의 다이아몬드 사각뿔 압입자를 사용하고, 남은 자국의 두 대각선 길이를 현미경으로 측정해 경도를 구합니다. 압입자 형상도 원추·강구가 아니고 측정값도 깊이가 아닙니다.
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정답결정립과 결정립 사이의 경계면인 결정립계(grain boundary)입니다.
핵심 개념
금속의 결정립과 결정립계(grain boundary)
금속은 응고할 때 여러 곳에서 동시에 핵이 생성되어 각각 성장하므로, 방위가 서로 다른 수많은 결정립(crystal grain)이 모인 다결정체(polycrystal)가 됩니다. 이때 서로 다른 방위로 자란 결정립들이 맞부딪히면서 생기는 경계면이 결정립계(grain boundary)이며, 현미경 조직 사진에서 입자와 입자를 구분해 주는 그물 모양의 선으로 나타납니다. 결정립계는 원자 배열이 흐트러진 면결함으로 전위의 이동을 방해하기 때문에, 결정립이 미세할수록 립계 면적이 늘어나 강도와 경도가 높아집니다(홀-페치 관계). 문제의 그림에서 (가)는 입자 사이를 나누는 선을 가리키고 있으므로 결정립계를 묻고 있습니다.