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주철의 피로강도와 파면

전문가 제언: ○ 금속재료에 어떤 응력을 반복해서 계속 가하면 파단 되는 일이 있다. 이러한 현상을 피로에 의한 파괴라 하며 많은 종류의 기계나 구조물이 사용 중에 파괴되는 예가 있다. 그 원인이 피로에 의한 경우가 대부분이므로 피로시험 의하여 재료의 피로강도를 구하는 것뿐만 아니라 기계, 구조물의 형상, 크기 가공법, 하중이 가해지는 방법 등 피로강도에 미치는 영향을 조사할 필요가 있다.

○ 피로시험에 영향을 주는 인자는 재료의 표면상태 즉 표면의 조도가 클수록 노치효과에 의해서 피로강도가 저하하고 질량효과에 의한 시험편의 크기가 증가하면 피로강도가 감소한다. 또한 용해 및 주조조건에 의한 것으로 피로파괴가 일어 날 때 피로균열의 기점이 재료의 비금속 개재물이 존재하는 경우가 많다. 이외에 시험편 채취방향과 실험조건도 영향이 있다.

○ 재료의 피로강도는 피로한도라든가 또는 내구비(耐久比)를 사용하여 표시한다. 즉 재료의 피로강도가 인장강도와 비례한다고 하여 재료 A와 B를 비교할 때 인장강도의 차로서 피로강도를 비교하는 것은 어렵다고 본다. 따라서 피로한도와 인장강도의 비를 내구비라 하여 주철의 피로강도를 나타내고 있다. 주철의 내구비는 0.3 ~0,57로서 주강의 내구비 0.28~0.45보다 약간 상회하고 있다.

○ 주철의 피로강도는 흑연의 분포상태 및 양에 따라 변하게 된다. 즉 편상흑연을 가진 회주철과 구상흑연주철의 노치감도를 비교하면 구상흑연주철의 노치계수가 회주철의 것보다 큰 것을 알 수 있다. 즉 편상흑연이 구상흑연으로 되면서 흑연립 자신의 노치작용이 없어지고 외부노치의 영향이 증대하기 때문이며 또 흑연양의 증가에 따라서 주철의 피로강도는 직선적으로 감소한다. 그리고 기지조직의 영향도 생각할 수 있으나 주철에서는 흑연의 영향이 훨씬 크게 나타나게 되므로 기지조직의 영향은 고려하지 않는다.

○ S. Fujiki는 주철의 피로강도와 파면에 대하여 상세히 해설한 기술 자료로서 주철의 이해에 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

저자: Sakae Fujiki
자료유형: 학술정보