재료과학27 단결정의 슬립, 다결정 재료의 소성변형 단결정의 슬립 현상은 다결정의 슬립 현상을 이해하는 데 기초가 된다. 앞선 글에서 언급한 바와 같이 칼날 전위, 나사 전위 및 혼합 전위는 슬립면과 슬립 방향으로 가해진 전단 응력에 따라 움직인다. 작용 응력이 인장 응력이나 압축 응력이라 할지라도 응력 방향의 수직 방향과 수평 방향을 제외하고는 모든 방향에서 전단 응력 성분이 존재하는데, 이를 가리켜 분해 전단 응력이라고 한다. 분해 전단 응력의 크기는 작용 응력뿐만 아니라 슬립계의 방향 각도에 따라 변한다. 단결정 금속에는 많은 슬립계가 있는데, 각 슬립계는 응력축과 각도가 다르므로 각기 다른 분해 전단 응력을 갖는다. 그러므로 다른 슬립계에 비해서 분해 전단 응력이 가장 큰 하나의 계가 나타난다. 단결정에서 가장 큰 분해 전단 응력을 갖는 슬립계의 .. 2023. 9. 17. 전위에 대하여 전위의 기본적인 두 가지 형태는 칼날 전위와 나사 전위이다. 칼날 전위에서, 전위선으로 정의되는 과잉 반쪽 원자 면의 끝단을 따라 국부적인 격자 뒤틀림이 존재한다. 나사 전위는 전단 뒤틀림에 의해 나타나며, 나사 전위의 전위선은 나선형의 원자면 램프의 중심을 통과한다. 결정 재료의 많은 전위들은 칼날 전위 및 나사 전위의 성분을 모두 갖고 있는 혼합 전위이다. 미시적 관점에서는 소성변형에는 많은 전위의 움직임이 수반된다. 칼날 전위는 전위선에 수직으로 작용하는 전단 응력에 따라 움직인다. 전단 응력이 작용하면, 처음의 과잉 반쪽 원자면은 오른쪽으로 힘을 받으며, 이어서 같은 방향으로 윗부분에 있는 면들을 순차적으로 밀게 된다. 전단응력이 충분하다면, 면의 원자 간 결합은 전단면을 따라 끊어진다. 이에 따.. 2023. 9. 14. 재료의 경도 경도는 국부 소성변형에 대한 재료의 저항성을 나타내는 또 하나의 중요한 기계적 성질이다. 예전의 경도 시험은 자연 광석에 대하여, 한 재료가 다른 재료에 흠을 낼 수 있는 가능성을 알아보기 위한 것이었다. 연한 석회를 1로 하고 다이아몬드를 10으로 한 모스 스케일이라는 임의의 정성적 경도 식별법이 고안되었다. 정량적 경도 시험법은 하중 및 속도를 조절할 수 있는 조건에서 시험할 재료를 조그만 누름자로 표면을 누르는 방법으로 몇 년을 두고 개발되었다. 눌린 자국의 깊이 또는 크기를 경도 지수와 관련지어 누름 자국이 크고 깊을수록 경도 지수는 더 작아진다. 그러나 측정한 경도값은 절대적이 아니라 상대적 의미를 가지므로 측정 방법이 서로 다를 경우에는 주의해야 한다. 로크웰 시험법은 간단하고 특별한 기술이 .. 2023. 9. 11. 인장 강도, 진응력과 진변형률 소성변형이 시작된 후, 계속적으로 소성변형을 일으키기 위해서는 응력이 증가되어야 하며, 응력은 최대 응력점까지 증가한 후 다시 감소하다가 파괴점에 이른다. 인장 강도는 공칭 응력-변형률 곡선에서의 최대 응력점이다. 이 점은 인장 응력을 받고 있는 구조물이 지지할 수 있는 최대 응력에 해당되며, 이 이상의 응력이 가해지면 파괴가 일어난다. 최대 인장 점까지는 인장 시편의 게이지 길이 부분에 나타나는 모든 변형은 균일하다. 그러나 최대 인장점에 이르면 원 안의 그림같이 어느 한 부분이 수축되는 현상이 시작되고, 그 후의 변형은 수축된 한 부분에 집중한다. 이 현상을 가리켜 네킹이라고 하며, 결국 파괴는 이 네킹 부분에서 일어난다. 파괴 강도는 파괴가 일어나는 응력을 말한다. 알루미늄의 인장 강도는 50 MP.. 2023. 9. 11. 이전 1 2 3 4 5 6 7 다음