인장 시험
소개


인장 시험기는 가장 기본적이고 일반적인 유형의 기계 시험을 수행합니다. 인장 시험에서는 재료에 인장력(당기는 힘)을 가하고 그 응력에 대한 시료의 반응을 측정합니다. 이렇게 함으로써, 인장 시험을 통해 재료가 얼마나 강하고 얼마나 늘어날 수 있는지를 판단하게 됩니다. 인장 시험은 일반적으로 전기 기계 시험 장비 또는 만능 재료 시험기에서 수행하며, 시험은 간단하고, 완전히 표준화되어 있습니다.






인장 시험기
구성품 및 부품






인장 시험은 만능 재료 시험기로도 알려진 인장 시험기에서 수행됩니다. 인장 시험기는 로드셀, 시험 소프트웨어, 그리고 애플리케이션별로 그립연신계와 같은 액세서리가 장착된 시험 프레임으로 구성됩니다. 시험에 사용되는 재료에 따라 필요한 악세서리 유형이 결정되며, 단일 장비에 치구만 변경하여 요구되는 힘 범위 내에서 모든 재료를 시험하도록 적용할 수 있습니다.  


인장 시험기 설정 


인장 시험기
1) 로드 프레임
인장 시험기 로드 프레임은 하중 용량에 따라 단일 또는 이중 컬럼 구성으로 제공될 수 있습니다.
2) 소프트웨어
시험 소프트웨어를 통해 운용자는 시험 방법과 출력 결과를 구성할 수 있습니다.
3) 로드셀
로드셀은 시험 시편에 가해지는 힘을 측정하는 변환기입니다. Instron 로드셀은 로드셀 용량의 1/1000 단위의 정확도를 가집니다.
4) 그립 및 치구
다양한 재료, 모양 및 크기의 시험 시편을 잡기 위해 다양한 시편 그립 및 치구를 사용할 수 있습니다.
5) 변형률 측정
일부 시험 방법은 하중 하에서 시편의 연신율을 측정해야 합니다. Instron의 AVE2는 ±1μm 또는 판독값의 0.5%까지 시편 길이의 변화를 측정할 수 있습니다.

 




인장 시험기는 다양한 크기와 0.02N~2,000kN 범위의 다양한 용량에서 사용 가능합니다. 대부분의 저하중 시험은 전기기계식 단일 컬럼 또는 이중 컬럼 탁상용 시험기에서 수행되는 반면, 고하중 시험은 플로어 모델 프레임을 필요로 합니다. Instron의 6800 시리즈 시스템은 최대 300kN의 용량 범위로 제공되며 인장, 압축, 굽힘, 박리, 찢김, 전단, 마찰, 비틀림, 천공 등을 포함한 다양한 유형의 시험을 수행할 수 있습니다. Instron의 산업용 시리즈 서보 유압식 시스템은 고강도 금속, 합금 및 고급 복합소재의 훨씬 더 높은 용량의 시험을 위해 설계되었습니다.

6800 시리즈 만능 재료 시험기 


만능 재료 시험기(최대 300kN)

하중 용량 범위가 0.02N(2gf)~300kN인 단일 및 이중 컬럼 테이블 모델 및 플로어 모델 시험기입니다.

자세한 정보

산업용 시리즈 만능 재료 시험기(최대 2000kN) 


산업용 만능 재료 시험기(최대 2000kN)

Instron의 산업용 시리즈에는 단일 또는 이중 시험 공간과 300kN~2000kN의 하중 용량 범위의 프레임이 포함됩니다.

자세한 정보







인장 시험 표준
플라스틱, 탄성중합체 및 금속 시험 표준






대부분의 인장 시험은 ASTMISO와 같은 표준 기관에서 발표한 확립된 표준에 따라 수행됩니다. 시험 표준은 금속, 플라스틱, 탄성중합체, 직물 및 복합재와 같은 다양한 유형의 원료뿐만 아니라 의료 기기, 자동차 부품 및 소비자 전자 제품과 같은 완제품에 대해 허용 가능한 시험 매개변수 및 결과를 규정합니다. 이러한 표준은 공급망에 유입되는 자재 및 제품이 예측 가능한 기계적 특성을 표시하고 예상 최종 용도에 부합하도록 보장합니다. 비용 및 안전 측면에서 제품 고장으로 인한 영향은 아무리 강조해도 지나치지 않기 때문에, 기업은 제품이 해당 표준을 충족하는지 여부를 쉽게 결정할 수 있도록 설계된 고품질의 정확한 시험 장비에 투자하는 것이 좋습니다.

 


ASTM D638 / ISO 527-2


ASTM D638ISO 527-2 는 강화 및 비강화 플라스틱의 인장 특성을 평가하는 데 사용되는 가장 일반적인 표준 중 두 가지입니다. 이러한 표준은 다양한 인장 특성을 측정하지만 가장 일반적인 것은 인장 강도, 인장 탄성률, 연신율포아송 비율입니다.
 
 


ASTM D412 / ISO 37


ASTM D412ISO 37 은 가황(열경화성) 고무 및 열가소성 탄성중합체의 인장 특성을 결정하기 위한 가장 일반적인 표준입니다. 이 제품군의 화합물은 타이어에서 의료용 장갑, O-링에 이르기까지 다양한 제품을 만드는 데 사용됩니다. 탄성중합체 시험을 위한 주요 측정은 최대 신장률 및 인장 세트를 포함합니다.
 


ASTM E8 / ASTM A370 / ISO 6892


ASTM E8, ASTM A370ISO 6892 는 인장 시험 금속 및 금속 재료의 주요 표준입니다. 시험 관리 방법은 금속 시험에서 주요 고려 사항이며, 정확한 시험 결과를 얻기 위해서는 크로스헤드 준수 및 변형 억제에 대한 철저한 이해가 필요합니다.
 
 



 



인장 시험 데이터 분석
재료의 기계적 특성 이해






장력이 있는 재료 또는 제품을 측정하면 제조업체가 인장 특성에 대한 완전한 프로파일을 얻을 수 있습니다. 이 데이터를 그래프로 작성하면, 재료에 가해지는 힘에 대해 재료가 어떻게 반응하는지를 나타내는 응력 변형곡선이 만들어집니다. 다른 표준에는 다른 기계적 특성의 측정이 필요하지만, 가장 큰 관심 지점은 일반적으로 파단 또는 파손 지점, 탄성계수, 항복 강도 및 변형률입니다.


인장 시험 데이터 

 

최대 인장 강도

재료에 관하여 우리가 결정할 수 있는 가장 중요한 특성 중 하나는 재료의  최대 인장 강도 (UTS)입니다. 이 최대 인장 강도(UTS)는 시편이 시험하는 동안 유지하는 최대 응력을 말합니다. UTS는 파단이 일어날 때의 시편의 강도와 동일하거나 동일하지 않을 수 있으며, 이는 재료가 취성(부서지기 쉬운 성질)인지 연성인지 또는 양쪽의 특성을 나타내는지에 따라 결정됩니다. 때때로 재료가 실험실에서 테스트할 때는 연성일 수 있지만, 사용 중에 극한 저온에 노출되는 경우 취성으로 바뀔 수 있습니다.

훅의 법칙

대부분의 재료에 있어서 시험의 초기에는 하중과 연신 그래프에서 선형으로 나타납니다. 이 선형 영역에서, 응력 대 변형의 비율은 일정 또는 훅의 법칙인 "훅의 법칙"으로 정의된 관계에 따릅니다. E는 응력(σ)이 변형(ε)에 비례하는 영역에서의 선의 기울기이며, "탄성 계수" 또는 "영률(Young's Modulus)"이라 합니다. 

탄성 계수

탄성 계수는 ​​재료의 강성을 측정한 것으로, 곡선의 초기 선형 영역에만 적용되는 것입니다. 이 선형 영역 내에서는 시편에서 인장 하중을 제거하면 시편은 하중이 적용되기 전과 똑같은 상태로 돌아갑니다. 곡선이 더는 직선이 아니고 직선 관계에서 벗어나는 지점부터는 훅의 법칙이 더 이상 적용되지 않고, 시편에 일부 영구 변형이 발생합니다. 이 지점을 "탄성한계” 또는 “비례  한계" 라고 합니다. 인장 시험에서 이 지점부터는 재료는 하중이나 응력의 추가 증가에 대해 소성 반응을 합니다. 하중이 제거되더라도 원래의 응력이 없던 상태로 돌아 가지 않습니다.

항복 강도

재료의 "항복 강도"는 소성 변형이 일어나기 시작하는 순간 재료에 가해진 응력으로 정의됩니다.

오프셋 방법

일부 재료(예 : 금속 및 플라스틱)의 경우, 선형 탄성 영역을 쉽게 식별할 수 없습니다. 따라서 재료의 항복 강도를 결정하는 오프셋 방법이 사용됩니다. 이 방법은 금속의 항복 강도를 측정할 때 일반적으로 적용됩니다. ASTM E8/E8M에 따라 금속 시험을 수행할 경우, 오프셋은 변형률 (일반적으로 0.2%)로 지정됩니다. 오프셋 방법에 의하면 선형 탄성 영역(기울기가 탄성 계수와 동일한 영역)의 선이 오프셋 "m"으로부터 그려질 때 교차점 "r"에서 결정되는 응력(R)은 항복 강도 가 됩니다.

대체 모듈러스

일부 재료의 인장 곡선은 선형 영역이 분명하게 나타나지 않습니다. 이런 경우, ASTM 표준 E111에서는 영률뿐만 아니라, 재료의 모듈러스를 결정하는 대체 방법도 제공하고 있습니다. 이러한 대체 모듈러스에는 시컨트 모듈러스와 탄젠트 모듈러스가 있습니다.

변형

또한 인장 시험 중에  시편에 작용하는 연신 또는 연신율도 확인할 수 있습니다. 연신율은 길이 변화의 절대 측정 값 또는 "변형률"이라고 하는 상대 측정 값으로 표현할 수 있습니다. 변형 자체는 "공칭변형"과 "진변형"이라는 두 가지 다른 방식으로 표현할 수 있습니다. 공칭 변형은 아마도 우리가 사용하는 변형의 가장 쉽고 일반적인 표현일 것입니다. 변형은 원래 길이에 대해 변화한 길이의 비율입니다공칭변형포뮬러. 진변형은 비슷하기는 하지만 시험이 진행됨에 따라 시편의 순간 길이를 기준으로 하며, 진변형포뮬러 , 여기서 Li는 순간 길이이고 L0은 초기 길이입니다.

추가 정보는 인장 시험 및 인장 시험기 FAQ를 참조하십시오.




연락처

Instron 개요

Instron at a glance