X선 잔류응력 측정법-기술의 개요와 최근의 현장적용 동향-

전문가 제언

○ X선에 의한 응력측정은 미세하고 무질서하게 배향하는 결정립의 다결정 재료를 측정대상으로 한다. X선 회절을 이용하면, 결정격자면 간격변화를 X선 회절각 변화로서 측정할 수가 있다. 이 원리를 이용하여 잔류응력 크기를 평가하는 방법이 X선 응력측정법이다. 철강 등의 금속재료의 대부분은 수십㎛ 크기의 결정이 집합되어 있다. X선 응력 측정법은 전기저항이나 음속, 투자율의 물성변화를 이용하는 방법과는 달리 용접이나 열처리에 의한 변형의 다축응력 상태에도 적용할 수 있다.

 

○ 2013년 일본 Kanagawa현 산업기술센터 Kiyoshi Hoshikawa는 금속재료의 X선 잔류응력 측정을 보고하였다. X선에 의한 회절강도도 얻을 수 있기 때문에 박막이나 복합재료 각 구성상 자체의 응력도 측정할 수 있다. 금속재료에 힘을 가하면, 결정도 힘을 받는 방향으로 수축한다. 금속, 세라믹스나 플라스틱에도 적용할 수 있다. 측정된 응력은 X선 조사면적과 X선 내부에 침입하는 깊이로써 정한다. 이 때문에 재료를 파괴하지 않고 표면의 국소응력을 측정할 수 있다.

 

○ 잔류응력은 열처리, 소성가공, 기계가공, 용접 등 다양한 가공공정에서 발생하며, 변형이나 균열의 발생 원인이 된다. 종래, X선 잔류응력 측정은 이들의 분쟁해석에 적용되고, 가공조건의 최적화로 이어지는 사례가 많았다. 최근에는 내마모 특성과 내피로 특성향상을 목적으로 침탄, 질화, 쇼트피닝에 의해 잔류응력을 의도적으로 부여하는 사례가 늘고 있다. 특히 철강의 용접이나 열처리 파괴원인 분석에 사용되고 있다.

 

○ 2015년 시화공단의 (주)탑드릴사는 암반용 확공용 드릴비트를 개발생산하고 있으며 이중 70%가 수출제품인 것으로 알려졌다. 냉간가공이나 열간 단조, 열처리를 실시할 때 드릴비트 변형이 수반되는데다 특히 수출제품에 대한 품질인증이 매우 까다롭고 기혹한 시험이 요구된다. 이에 비파괴에 의한 시험성적서가 첨부되어야 수출제품을 신뢰할 수 있다. 향후 국내 중소기업에서도 국산 드릴비트의 수출과 함께 외부공인기관에서 잔류응력 측정을 시험한 공인성적서도 제출을 요구할 것으로 예상된다.

저자

SASAKI Toshihiko

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

84(1)

잡지명

溶接學會誌

과학기술
표준분류

재료

페이지

59~65

분석자

김*상

분석물

• X선 잔류응력 측정법-기술개요와 최신의 현장적용 동향.pdf [379,647 byte]

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