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금속의 피로 다양한 사용분야에서 반복적이거나 주기적인 응력을 받고 있는 금속부품은 한 번의 정응력에서 견딜 수 있는 값보다 훨씬 작은 응력에서도 피로 하중에 의해 파괴됩니다. 반복적 또는 주기적 응력 하에서 발생하는 파괴를 피로파괴라고 합니다. 피로파괴가 잘 일어나는 부품의 예는 축, 기어 등과 같이 움직이는 부품들입니다. 기계에서 파괴의 80% 정도는 직접적인 피로파괴에 의한 것입니다. 피로파괴는 보통 모서리나 오치와 같이 응력이 집중되는 지점이나 금속 개재물 또는 결함에서 시작됩니다. 균열은 일단 시작되면 주기적 또는 반복응력 하에서 처음 생성된 부분을 가로질러 전파합니다. 이 피로과정 단계에서 조개껍질 무늬나 해변의 물결자국이 생깁니다. 결국 남아있는 단면이 너무 적어서 더이상 하중을 지탱할 수 없게 되면 완전.. 2021. 1. 22.
금속의 파괴 (연성파괴, 취성파괴) 파손은 어떤 재료 또는 어떤 부품이 원래 주어진 기능을 수행하지 못하는 것, 아직 작동이 되는 기능적 최소 요구사항을 만족하지 못하는 것, 노화된 후에도 안전하고 신뢰할 만큼 작동하지 못하는 것 등을 의미합니다. 파손은 항복, 마모, 좌굴, 부식, 파괴 등을 포함합니다. 파괴는 응력을 받고 있는 고체가 둘 또는 그 이상의 부분으로 분리되는 현상입니다. 일반적으로 금속의 파괴는 연성과 취성으로 분류되지만, 2가지의 혼합형도 나타날 수 있습니다. 연성파괴는 상당한 소성변형 후에 일어나고, 균열 전파가 느린 특성이 있습니다. 이에 비해 취성파괴는 보통 벽개면이라는 특정 결정면을 따라 진행하며, 균열 전파가 빠릅니다. 일반적으로 취성파괴는 빠르게 진행되기 때문에 예측이 불가능하여 큰 문제로 이어지지만, 연성파괴.. 2021. 1. 21.
금속의 회복과 재결정 압연, 단조, 압출 등과 같은 금속 성형공정이 냉간가공되었을 때 가공 재료는 많은 전위와 기타 결함 들을 갖게 되며, 결정립들은 늘어나거나 변형됩니다. 그 결과로 가공된 금속은 훨씬 강해지지만 연성은 감소합니다. 많은 경우에서 더 연한 금속이 요구되므로, 이를 위해 냉간가공된 금속은 로에서 가열됩니다. 금속이 오랜 시간 동안 충분히 높은 온도로 다시 가열되면, 냉간가공된 금속의 조직은 회복, 재결정, 결정립 성장이라는 일련의 변화를 겪습니다. 냉간가공된 금속을 연화하는 이러한 재가열처리를 어닐링이라 하고, 연화 정도에 따라 부분 어닐과 완전 어닐이라고 나누기도 합니다. 금속이 심하게 냉간가공될 때, 소성변형에 사용된 변형에너지의 대부분은 전위 혹은 점결함과 같은 다른 결함의 형태로 금속 내에 저장됩니다... 2021. 1. 21.
금속의 강화기구 결정립계는 고온에서는 약한 부분이 되지만, 전위 이동의 장애물 역할을 하여 금속과 합금을 강화합니다. 강도가 요구되는 경우 미세한 결정립도가 바람직하므로, 대부분의 금속은 조직이 미세하도록 가공합니다. 일반적으로 실온에서 미세한 결정을 가진 금속은 강하고 단단하며 인성이 크고 변형경화되기도 쉽지만, 부식과 크리프에 대한 저항은 적습니다. 또한 미세 결정립은 재료를 균질하게 하고 등방성 거동을 보이게 합니다. 금속의 ASTM 결정립크기 번호 및 평균 결정립 직경을 결정하는 방법을 통해 금속의 결정립 밀도 및 입계 밀도의 상대적인 비교가 가능합니다. 따라서 같은 종류의 합금으로 된 2개 성분 중에서, 더 큰 결정립크기 번호를 갖거나 더 작은 평균 결정립 직경을 가진 성분이 더 강합니다. 금속의 소성변형 도중.. 2021. 1. 20.