고온 재료와 크리프

어떤 세립의 다결정 금속을 융점(절대 온도)의 약 0.5배의 온도에서 낮은 응력으로 크리프 시험하였다. 정상 크리프 속도는 응력에 거의 비례하고(응력 지수 n ≈ 1), 결정립 크기의 세제곱에 거의 반비례하였다. 주로 작용하고 있는 크리프 기구로 가장 적절한 것은 무엇인가?

  1. A입내 전위의 상승 운동에 지배되는 멱법칙 크리프
  2. B결정립계를 따른 원자의 확산에 의한 코블 크리프
  3. C결정립 내부를 지나는 체확산에 의한 나바로-헤링 크리프
정답과 해설 보기

정답: B. 결정립계를 따른 원자의 확산에 의한 코블 크리프

확산 크리프에서는 인장을 받는 결정립계에서 압축을 받는 결정립계로 원자가 확산하여 결정립이 늘어나며, 속도는 응력에 비례합니다(n = 1). 확산 경로가 결정립계를 따르는 경우를 코블 크리프라 하며, 속도는 결정립 크기의 세제곱에 반비례합니다. 결정립 내부를 지나는 체확산의 경우는 나바로-헤링 크리프라 하며, 결정립 크기의 제곱에 반비례합니다. 입계 확산은 체확산보다 활성화 에너지가 작으므로, 비교적 낮은 온도와 미세한 결정립에서는 코블 크리프가 우세해지고, 융점에 가까운 고온에서는 나바로-헤링 크리프의 기여가 늘어납니다. 전위에 의한 멱법칙 크리프는 n이 3~8로 크며, 결정립 크기에는 거의 의존하지 않습니다.

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