순알루미늄의 크리프와 변형기구 영역도

전문가 제언

○ 크리프 파단은 주어진 온도 환경에서 일정 응력을 받으면서 방치가 계속되는 경우에 재료의 인장강도보다 낮은 응력에서도 변형이 진행되어 파단되는 현상을 말한다. 고온?고압의 증기조건에서 장시간 사용하는 내열재료가 갖추어야 할 크리프 파단 강도는 가압배관, 보일러 등과 같은 내열구조물의 수명을 좌우하는 매우 핵심적인 기술요소이다.

○ 내열재료를 포함한 금속, MGC 재료 등의 크리프 변형을 파악하기 위해서는 응력, 온도, 그리고 여러 종류의 변형기구를 고려한 변형기구영역도를 활용하는 것이 유익하다. 본고에서는 순알루미늄에 관한 자료만 수록되어 있는데 다양한 재료에 관한 변형기구영역도는 Ashby의 “Deformation­Mechanism Maps: The Plasticity and Creep of Metals and Ceramics"을 참조하면 큰 도움이 될 것이다.

○ 변형기구영역도의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 각 변형기구 영역의 구성방정식의 타당성과 함께 각각의 방정식에 사용되는 물리량의 타당성을 확보하는 것이 중요하다. 특히 응력지수와 활성화에너지 값은 변형기구영역도의 형상에 영향을 주므로 유념해야 한다.

○ 고온재료의 크리프 거동에서 나타나는 계면에서의 슬라이딩 현상과 영역 내에서의 소성변형 등과 같은 현상에 대해서 금속재료의 크리프 변형에 미치는 영향을 정량적으로 분석이 필요하다.

○ 고온?고압의 증기조건에서 장시간 가동되는 가압배관의 경우 변형속도가 가속되어 파괴되는 크리프의 마지막 단계에서 축방향의 손상이 크기와 팽창에서 증가하며 광범위한 손상에 따라 다소의 팽창을 수반하게 된다. 이와 같은 팽창은 부가적으로 국부 하중을 부여하는 효과를 주며 또 원주방향의 균열이 발생하게 된다. 그러므로 용접으로 제작되는 가압배관의 수명을 분석할 때는 이와 같은 크리프 특성을 충분히 고려하는 것이 중요하다.

저자

Koichi Kitazono

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

59(8)

잡지명

輕金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

458~463

분석자

김*태

분석물

• 순알루미늄의 크리프와 변형기구 영역도.pdf [262,596 byte]

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