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재료과학27

충격 시험법, 연성-취성 전이, 피로 재료의 파괴 특성을 파악하기 위한 충격 파괴 시험법은 파괴역학이 등장하기 전에 이미 수립되어 있었다. 실험실의 인장 시험 결과로는 연성 재료가 소성변형을 일으키지 않고 갑자기 파괴되는 현상과 같은 파괴 거동을 예측할 수 없다. 그러므로 다음과같이 극심한 파괴 조건이 나타나는 충격 파괴 시험을 수행하였다. 즉 (1) 대체로 낮은 온도에서의 변형, (2) 높은 변형률 속도, (3) 노치 등에 의한 3차 응력 상태 등이다. 노치 인성이라고도 하는 충격 에너지의 측정에는, 샤르피 또는 아이조드 충격 시험법을 사용하는데, 미국에서는 샤르피 V-노치 방법을 주로 사용한다. 두 시험법의 시편 모양은 서로 같고 V-노치를 갖고 있다. 일정 높이 h에서부터 펜듈럼을 낙하시켜 시편의 노치 부분을 때리도록 되어 있으며, 빠.. 2023. 10. 2.
입내 파괴, 입계 파괴, 파괴역학 대부분의 취성 결정 재료의 균열 전파는 어떤 특정 결정면을 따라 원자 간의 결합이 연속으로 끊어짐으로써 진행된다. 이를 가리켜 벽계 파손이라고 하며, 결정립을 가로질러 균열이 전파하므로 입내 파괴라고 부른다. 이러한 파괴면을 저배율로 관찰하면 grainy 또는 faceted texture가 눈에 띈다. 이러한 모습은 벽계면의 방향이 결정립마다 다르기 때문에 나타난 결과이며, 주사 전자 현미경 사진을 보면 뚜렷이 알 수 있다. 몇몇 합금에서는 균여 전파가 입계를 따라 일어나며, 이를 가리켜 입계 파괴라고 한다. 주사 현미경 사진을 보면 결정립의 3차원 형태가 명확히 드러남을 알 수 있다. 이러한 입계 파괴는 입계가 취약한 경우에 일어난다. 연성 재료의 취성 파괴가 일어남에 따라 파괴 기구에 대해 좀 더 깊.. 2023. 9. 25.
재료의 파괴 공학 재료의 파손은 인명 피해, 경제적 손실, 생산 및 운전 실적의 저하를 초래한다. 파손의 원인과 재료의 거동 상태를 잘 알고 있어도 파손을 완전히 방지하기는 어렵다. 파손의 일반적인 원인으로는 부적절한 재료의 선정 및 제작, 부적합한 기기 설계, 기기의 작동 오류 등을 들 수 있다. 기술자는 파손의 가능성을 타진하고, 파손이 일어난 경우에는 파손의 원인을 분석하여 차후의 파손 방지를 위한 적절한 조치를 취해야 한다. 오늘은 연성 및 취성 파괴, 파괴역학의 기초, 충격 파괴 시험 등에 대해 알아보자. 파괴란 재료의 융점보다 낮은 온도에서 정적 응력을 가함으로써 물체가 두 조각 이상으로 나누어지는 것을 의미한다. 작용 응력의 형태로는 인장 응력, 압축 응력, 전단 응력 또는 뒤틀림 응력 등이 있으나, 이.. 2023. 9. 24.
금속의 강화 기구 결정립 크기, 즉 평균 결정립 지름은 다결정 금속의 기계적 성질에 영향을 미친다. 입계를 공유하는 바로 옆 결정립은 결정 방향이 다르다. 소성 변형이 일어나는 과정에서 슬립 현상은 한 결정립에서 다른 결정립으로 입계를 가로질러 일어난다. 입계가 전위의 이동을 방해하는 이유는 다음과 같다. 첫째, 두 결정립의 결정 방향이 다르므로, 전위가 다른 결정립으로 넘어가기 위해서는 이동 방향을 바꾸어야 한다. 결정 방향의 차이가 클수록 전위의 이동은 더 어렵다. 둘째, 입계 부위에서는 원자가 무질서하게 위치하므로 한 결정립의 슬립면은 다른 결정립의 슬립면으로 연속해서 이어지지 않는다. 변형 중에 전위는 고각 결정립계를 넘어서 이동하는 것이 아니라 한 결정립의 슬립면의 첨단에 응력 집중을 일으킴으로써 인접 결정립에 .. 2023. 9. 17.

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