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?
- A입내 전위의 상승 운동에 지배되는 멱법칙 크리프
- B결정립계를 따른 원자의 확산에 의한 코블 크리프
- 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.