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알루미늄합금의 응력부식균열

전문가 제언: ○ 알루미늄합금은 강도/무게 비가 월등하게 좋아 각종 구조용 재료에서 선호되고 있다. 그러나 이들 재료는 부하(負荷) 상태에서 응력부식균열(stress corrosion cracking)을 일으키기 때문에 재료에 대한 신뢰성에 문제를 일으키고 있다.

○ 따라서 응력부식균열을 예방하기 위하여 실험 자료의 축적도 필요하지만, 그 기구를 규명하는 것은 근본적인 문제가 된다. 지난 수십 년간 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔음에도 불구하고, 재료의 전기화학적 특성과 기구에 대한 직접 관찰이 불가능하기 때문에 알루미늄합금서 응력부식균열에 대한 규명은 아직 분명하지 않은 상태다.

○ 지금까지 그 기구에 대한 이론은 크게 나누어 두 가지가 제안되어 있다. 첫째 이론은 응력부식균열 선단에서 금속의 우선적 양극 용해 과정(anodic dissolution process)에 의하여 균열이 전파한다는 것이며, 다른 하나는 역학적 모델(mechanical model)로서 응력부식 과정이 수소 취성(hydrogen embrittlement)에 의한다는 이론이다.

○ 일반적으로 응력부식균열은 과정은 크게 재료적인 요인(material factor), 환경적인 변수(environmental parameter) 및 재료가 받는 응력 상태(stress state) 등에 따라 복잡하게 영향 받게 된다.

○ Minoda는 어찌되었든 응력부식균열 과정은 다수의 미세조직 인자(microstructural factor) 및 이와 관련되는 요소 사항(related element)과의 상호 관계에 지배되며 극히 복잡하다고 본다.

○ 그가 열거한 “미세조직 인자”만 해도 합금 원소, 결정립의 형상과 크기, 결정립계 구조, 입계석출물의 화학 조성 크기 및 분포, 결정립계에 연한 PFZ(입계 근방의 고용 원소 고갈 영역) 내의 용질 분포 및 PFZ 넓이, transgranular(입자횡단) 석출물의 화학조성 크기 및 분포, 분산매의 화학 조성 및 분포, 구성 입자의 화학 조성 및 분포, 불순물 원소의 편석 등 9가지이며, 특히 용접재의 응력부식균열에 대하여 논하고 있어, 국내의 관련 연구종사자에게 참고가 될 것으로 생각되어 추천한다.

저자: Tadashi Minoda
자료유형: 학술정보