재료과학27 용해 한도, 상평형 고용체 형성에 있어 용매에 용해되는 용질 원자의 최대 농도는 온도에 따라 정해져 있으며, 이를 가리켜 용해 한도라고 한다. 용해 한도 이상으로 용질을 첨가하면, 전혀 다른 조성을 갖는 별개의 고용체나 화합물이 형성된다. 설탕-물 계를 예를 들어 보기로 하자. 설탕을 물에 첨가하기 시작하면, 먼저 설탕-설탕물이 된다. 설탕의 양이 증가하면 용액은 점점 진해지고 용해 한도에 이르면, 용액은 설탕으로 포화가 된다. 이 상태가 되면, 설탕은 더 이상 녹지 않고 용기 바닥에 가라앉는다. 그러므로 계는 2개의 서로 다른 물질로 구성된다. 물에 녹는 설탕의 용해 한도는 물의 온도에 따라 변하며, 온도와 설탕 무게 함량으로 그래프로 표현할 수 있다. 조성 축에서 설탕의 농도는 왼쪽에서 오른쪽으로 증가하며, 물의 함량은.. 2023. 10. 7. 일반적인 크리프 거동 오늘은 크리프 거동 및 응력과 온도의 효과에 대해 알아보자. 지난 글에서 크리프 곡선에 대해 간단히 이야기했었다. 크리프 곡선은 세 구역으로 나누어지며, 각각의 구역은 각기 독특한 변형률-시간 양상을 나타낸다. 1차 크리프 또는 전이 크리프 구역에서는 크리프 속도가 연속으로 감소하며, 곡선의 기울기는 시간에 따라 감소한다. 즉, 이 구역에서는 재료에 변형 경화가 일어나 크리프에 대한 저항성이 증가하고 있다는 것을 의미한다. 2차 크리프 또는 정상 크리프에서는 크리프 속도가 일정하여 선도는 직선을 나타낸다. 크리프 속도가 일정하다는 것은 재료의 변형 경화와 회복이 평형을 이룬다는 것을 의미한다. 회복이란 재료가 점점 연해져서 변형이 계속 일어날 수 있게 되는 현상이다. 마지막으로 3차 크리프에서는 크리프 .. 2023. 10. 6. 피로 수명에 영향을 주는 인자 앞선 글들에서 언급한 바와 같이, 많은 인자들이 공학 재료의 피로 거동에 영향을 준다. 이러한 인자로는 평균 응력 크기, 기하학적 설계, 표면 효과, 금속학적 변수 및 환경 등을 들 수 있다. 오늘은 이러한 인자들 및 구조물 기기들의 피로 저항성을 향상시키는 방안에 대해 이야기해보자. 응력 진폭이 피로 수명에 미치는 영향은 S-N 선도에 나타나 있다. 통상적으로 S-N 선도는 교번 사이클이나, 일정한 평균 응력 하에서 행한 피로 시험 데이터를 근간으로 하여 작성한다. 그러나 피로 수명은 평균 응력에 영향을 받는다. 각기 다른 평균 응력에서 측정한 S-N 곡선들은 서로 다른 피로 거동을 보인다. 일반적으로 평균 응력 크기가 증가할수록 피로 수명은 감소한다. 일반적인 하중 조건에서 최대 응력은 기기나 구조물.. 2023. 10. 5. 응력 사이클, 균열 생성과 전파 오늘은 응력 사이클과 균열에 대해 알아보자. 작용 응력의 형태로는 축응력, 굽힘 응력, 비틀림 응력 등이 있다. 일반적으로 시간에 따른 변동 응력의 형태는 세 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 형태는 시간에 따라 규칙적인 사인 곡선 형태를 보이는 것으로, 진폭은 응력 0에 대해서 대칭이다. 즉, 최대 인장 응력과 최소 압축 응력의 크기가 서로 같으므로 교번 응력 사이클이라고 한다. 두 번째 형태는 반복 응력 사이클로서, 최대 응력 및 최소 응력이 응력 0에 대해서 비대칭으로 작용한다. 세 번째 형태는 응력의 진폭 및 주파수가 무질서하게 변하는 응력 사이클이다. 변동 응력 사이클을 표현하기 위하여 여러 가지의 매개변수를 도입하고 있다. 평균 응력은 최대 응력과 최소 응력의 평균값으로, 응력의 진폭은 이 응력.. 2023. 10. 4. 이전 1 2 3 4 ··· 7 다음