Mg-6Al-1Zn-0.7Si 주조합금의 압입크리프 변형기구

전문가 제언

○ 모든 고체재료에 항복응력보다 낮은 응력일지라도 장시간 작용하면 서서히 소성변형이 발생 된다. 이 현상을 크리프변형이라 한다. 이 크리프 현상은 온도에 매우 민감하여 저온에서는 큰 문제가 되지 않으나 대비융점(homologous temperature, T/Tm)이 0.5 이상이 되면 매우 심각한 현상으로 인식되고 있다.

 

○ 이 크리프변형의 근본 원인은 고온이 되면 재료를 구성하는 원자들의 결합력 약화에 있다. 즉 0.5Tm 이상이 되면 탄성계수가 급격히 감소하며 작은 응력 하에서도 전위의 이동이 활발하여 소성변형이 발생된다. 이 현상을 열적으로 활성화된 소성변형 즉 크리프 변형이라 하며 고온 구조물의 안정성과 수명에 큰 영향을 주고 있다.

 

○ 재료의 미세구조, 온도 및 응력의 크기에 따라 전위의 이동거동이 차이가 있으므로 크리프도 그 변형원인이 재료와 조건에 따라 달라질 수 있다. 이러한 이유로 장수명의 고온 구조물을 개발하기 위하여 크리프 변형기구를 이해학기 위한 많은 연구가 실시되었고 지금도 진행 중이다. 전통적인 크리프 시험은 시료의 크기가 보통의 인장시편과 같은 정도이며 크리프 시험 장비 또한 복잡하고 고가이다. 또한, 시험이 장시간 소요됨에 따라 많은 숫자의 장비가 필요하다는 문제점이 있다.

○ 압입크리프는 압입체(indenter)로 일정온도에서 일정하중으로 짧은 시간 동안 시료를 압입하는 도중 변화하는 압입크기와 깊이를 측정하는 것이다. 압입크리프는 매우 작은 크기의 시료로 시험하는 장점과 편리성이 있으나 정상적인 크리프실험의 데이터와 호환성의 유무 여부가 관건이다. 압입크리프 결과를 기존 전통적 인장크리프 결과와 비교한 결과 여러 종류의 재료들이 매우 유사한 거동을 갖는 것을 확인함으로 써 압입크리프가 신빙성 있는 시험방식임을 임을 알게 되었다.

 

○ 국내의 크리프 연구는 1970년 대 중반부터 2005년 까지 KAIST에서 유일하게 수행하였으나 그나마 Mg합금의 연구는 없었다. 현재, 크리프 연구는 서울대학교, 홍익대학교 및 부산대학교에서 수행하고 있으나 Mg합금의 압입크리프 연구과제 수행은 실적이 없는 상황이다.

저자

A.R. Geranmayeh and R. Mahmudi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

614()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

311~318

분석자

남*우

분석물

• Mg-6Al-1Zn-0.7Si 주조합금의 압입크리프 변형기구.pdf [316,701 byte]

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