어떤 내열 합금의 정상 크리프 속도는 멱법칙 ε̇ = Aσⁿexp(−Q/RT)를 따르며, 응력 지수는 n = 5이다. 온도를 바꾸지 않고 응력을 20% 올리면 정상 크리프 속도는 대략 몇 배가 되는가?

정답: A. 약 2.5배

온도가 같다면 A와 exp(−Q/RT)는 변하지 않으므로, 속도의 비는 응력 비의 n제곱으로 (1.2)⁵ ≈ 2.49, 약 2.5배입니다. 불과 20%의 응력 증가로 속도가 2배 이상이 되는 것은 n이 3~8 정도로 큰 전위 크리프(멱법칙 크리프)의 특징이며, 설계 응력의 작은 추정 차이가 수명을 크게 좌우합니다. 약 6.0배는 응력의 비에 지수 n을 곱해 버린 값이고, 약 1.2배는 속도가 응력에 비례한다(n = 1)고 한 값으로, 이는 낮은 응력에서 작용하는 확산 크리프의 경우에 해당합니다. 양대수 그래프에 속도와 응력의 관계를 그리면 그 기울기가 n이 됩니다.