재료의 열피로파괴

전문가 제언

○ 경량 알루미늄합금은 가공성, 주조성, 내식성 등이 우수하여 항공기, 철도차량, 자동차와 같은 수송기기 등의 구조재료로서 중요하게 사용되고 있다. 특히 알루미늄합금으로 제작된 내연기관 엔진과 관련된 제품의 내열품질을 높이기 위해서는 고온분위기에서 알루미늄합금의 고온강도와 열피로파괴에 관한 기술 자료의 구축이 중요하다.

○ 피로수명이 1×104회보다 짧은 영역에 해당되는 저주기피로(low cycle fatigue)는 변형제어(total strain control)를 통해 소성변형단계, 미세균열의 생성단계, 균열성장 및 파괴의 순으로 피로가 진행된다. 특히 피로의 초기단계에서는 전위의 왕복운동, 전위 debris 또는 dipole의 형성 및 파괴에 의해 균열 발생지가 다수 형성되고 특정한 PSB(persistent slip band)에 소성변형이 집중되어 그곳에서 성장한 미세균열이 슬립 면을 따라 결정학적 성장인 stage Ⅰ형태로 성장한다. 따라서 고온분위기에서의 열피로 균열생성과 균열성장과정을 규명할 때는 저주기피로의 특성을 참조하는 것이 필요하다.

○ 최근 재료과학분야의 연구에서 X선 CT(computer 단층촬영)와 싱크로트론 방사광(SR)을 이용하는 3차원 가시화 기술을 활용하고 있다. 또한 종래에는 Voxel(3차원 화소) 사이즈 7㎛ 정도의 CCD 카메라를 이용하여 관찰을 했으나 최근에는 광학계의 진보와 굴절 콘트라스트의 활용 등에 의해 0.7㎛의 고해상도로 관찰을 할 수 있다. 이와 같은 새로운 분석계측 기술을 활용하면 알루미늄합금의 열피로, 저주기피로 시 PFZ내에서의 소성변형거동, Al­SiCw 복합재에서 Mg 원자의 이동 등 내부의 마이크로 정보를 광학현미경 수준에서 선명하게 관찰할 수 있어 피로거동을 분석하는 데 매우 유용하다.

저자

Hiroyuki TODA et al.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

59(6)

잡지명

輕金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

312~319

분석자

김*태

분석물

• 재료의 열피로파괴.pdf [338,738 byte]

이미지변환중입니다.