재료과학27 탄성변형, 소성변형 구조물이 변형되는 정도를 나타내는 변형률은 가해지는 응력에 따라 변한다. 대체로 작은 인장 응력을 받는 대부분의 금속 재료에서, 응력과 변형률은 다음의 관계식을 만족한다. (σ=Eε) 이 식은 훅의 법칙으로 알려져 있으며, 비례 상수 E는 탄성계수 혹은 영의 계수라고 한다. 마그네슘의 탄성 계수는 45GPa이며, 텅스텐의 탄성 계수는 407GPa이다. 대부분 금속의 탄성 계수는 이들 값 사이에 있다. 응력과 변형률이 비례하는 변형을 탄성변형이라 하며, 응력과 변형률 선도는 직선 관계를 가지며, 이 직선의 기울기는 탄성 계수 E에 대응된다. 이러한 탄성계수는 재료의 강성도로 볼 수 있으며, 탄성변형에 대응하는 재료의 반발 정도를 나타낸다. 탄성 계수가 클수록 재료가 변형을 잘 일으키지 않는다는 것을 나타내.. 2023. 9. 10. 금속의 기계적 성질 알루미늄 합금은 비행기의 날개 재료로, 강철은 자동차의 축 재료로 사용되며, 이러한 재료는 사용 중에 힘을 받게 된다. 그러므로 우선적으로 재료의 특성을 이해하여 과도한 변형이나 파괴가 일어나지 않도록 설계에 주의를 기울여야 한다. 재료의 기계적 거동이란 외부 작용에 대한 재료의 반응 정도를 나타낸다. 즉, 외부의 힘과 이에 따른 재료의 변형 사이의 관계를 나타내며, 중요한 기계적 성질로는 강도, 경도, 연성, 강성도 등이 있다. 재료의 기계적 성질을 정확하게 측정하기 위해서는 실험실 조건을 실제 사용 환경과 거의 같도록 해야 한다. 따라서 작용 하중의 형태와 하중을 받는 기간 및 주위의 환경 조건 등을 고려해야 한다. 하중의 형태는 인장, 압축, 전단 등으로 구분할 수 있으며, 하중의 양은 시간에 따라.. 2023. 9. 10. 재료의 확산 재료를 가공하는 데서 중요한 많은 반응이나 공정들은, 특정한 고상 내, 또는 액상, 기상, 다른 고상으로부터의 질량 이동에 의존하고 있다. 이것은 원자 이동에 의한 물질의 유동 현상인 확산에 의해 이루어진다. 오늘은 확산에서 일어나는 원자 기구, 확산의 수학적 해석, 온도와 확산 원자의 종류에 따른 확산 속도에 대해 설명하고자 한다. 구리와 니켈과 같이 확산 현상은 서로 다른 금속이 접합되어 있는 확산쌍에 의해 설명될 수 있다. 이 확산쌍은 고온에서 장기간 동안 가열하였다가 실온으로 냉각되었다고 생각해보자. 이러한 시편을 화학적으로 분석하면 확산쌍의 두 끝 부위의 순수 구리와 니켈 사이에는 합금된 영역이 존재한다. 두 금속의 농도는 위치에 따라 다를 것이며 이 결과는 구리 원자가 니켈 금속으로, 니켈 원.. 2023. 9. 9. 현미경 관찰법 대부분의 재료에서 결정립들은 미시적이며, 수 마이크론 정도의 지름을 가지고 있다. 결정립의 크기와 형태는 다양한 미세구조의 일부에 불과하며, 다양한 미세구조에 대해 조금 더 이야기해 보자. 광학, 전자, 주사 탐침 현미경들이 보통 현미경법에 사용되며, 이들 도구를 사용하여 모든 물질의 미세구조를 탐색할 수 있다. 이들 도구 중에는 사진 장치와 결합되어 이미지를 현미경 사진으로 저장할 수 있는 것도 있다. 또한 미시구조적 이미지들은 컴퓨터 작업을 통해 더 낫게 생성될 수 있다. 현미경 관찰은 물질의 성질을 연구하는 데 있어 대단히 유용한 수단이다. 미세구조 관찰의 몇 가지 중요한 응용들은 다음과 같다. 즉, 성질과 구조의 관계를 규명하여 올바로 이해하고, 일단 이들 관계가 정립되면 그 성질을 예측할 수 있.. 2023. 9. 8. 이전 1 2 3 4 5 6 7 다음