다이캐스팅된 Mg-5Al-1.7Ca 합금의 크리프파단 수명 예측방안

전문가 제언

○ 고온 구조용 금속재료가 고온에서 장시간 항복강도보다 낮은 응력 하에서 사용되는 경우, 시간이 지남에 따라 서서히 소성변형이 진행하여 치수가 변화하는 현상을 크리프라 칭한다. 고온재료일지라도 장기간 크리프 변형을 받으면 재료 내부에 크리프손상이 생성하고 성장하여 결국 재료가 파단되기에 이른다. 즉, 재료마다 사용조건에 따라 각기 다른 크리프파단수명을 갖게 된다.

 

○ 크리프손상의 주원인은 내부 공동(cavity)이다. 이 공동을 위시한 기타 손상의 생성과 성장의 시간이 재료와 사용조건에 따라 많은 차이가 있기 때문에 재료의 크리프 파단수명 또한 각기 달라서 수명예측이 쉽지 않다.

 

○ 또한 크리프는 장기간 가용하는 동안 발생하는 현상이므로 재료의 크리프파단 수명을 정확히 측정하기 위 하여는 장시간의 실험이 요구된다. 그러나 재료를 개발하는 입장에서는 몇 십년 동안 크리프 실험을 행 한 후 그 결과를 보면서 재료를 생산한다는 것은 경제적 및 수요충족을 위한 기술적 측면에서 있을 수 없는 일이다. 이를 위하여 단시간의 실험으로 장시간의 수명을 예측하려는 연구가 많이 진행되었다. 현재에는 현상학적으로 상당한 수준의 정확도를 갖는 수명예측 방안이 제시되고 있다. 그중 이 분석의 앞에서 소개된 M-G 관계와 LMP가 있다.

 

○ M-G 관계는 trup=C0/(？min)m식을 이용하여 파단수명을 최소 크리프속도로 예측하는 것으로 매우 현상학적인 수명예측 방법이다. 이보다 개선 된 LMP는 Arrhenius 속도식에 근거한 크리프변형 시간과 온도의 상관관계를 이용하는 방법으로 T(CLM+log trup)에 대하여 log？？값을 도시하면 모든 실험 데이터가 하나의 직선상에 표준화되어 배열하여 수명예측이 가능하다. 이 경우 T(CLM + log trup)를 LMP라 한다. 이 식에서 CLM은 L-M 상수이며 실험적으로 약 20에 해당한다.

 

○ 우리나라에서는 2005년 이전까지 KAIST에서 LMP를 이용한 각종고온재료 수명예측 연구를 많이 하였다. 그러나 Mg합금의 경우 아직 M-G관계 또는 LMP를 이용한 수명예측 연구가 보고된 바 없다.

저자

Y. Terada, Y.i Murata and T. Sato

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

613()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

136~140

분석자

남*우

분석물

• 다이캐스팅된 Mg-5Al-1.7Ca 합금의 크리프파단 수명 예측방안.pdf [317,510 byte]

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