고온 재료와 크리프
애시비 등의 변형 기구 지도(세로축에 강성률로 규격화한 응력 σ/G, 가로축에 상동 온도 T/Tm을 잡은 그림)에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가? Tm은 융점(절대 온도)으로 한다.
- A결정립 크기 등을 정하고, 각 응력과 온도에서 가장 빠르게 변형시키는 기구의 영역을 나타낸 그림으로, 낮은 응력·고온 쪽에 확산 크리프, 더 높은 응력에 멱법칙 크리프가 있다
- B각 기구의 영역은 재료의 종류만으로 정해지는 그림이므로, 같은 재료라면 결정립을 미세하게 하든 조대하게 하든 확산 크리프와 멱법칙 크리프의 경계는 전혀 움직이지 않는다
- C낮은 응력이고 고온인 쪽일수록 전위 슬립의 영역이 넓어지며, 확산 크리프의 영역은 이상 강도에 가까운 높은 응력이고 저온인 쪽에만 나타난다
정답과 해설 보기
정답: A. 결정립 크기 등을 정하고, 각 응력과 온도에서 가장 빠르게 변형시키는 기구의 영역을 나타낸 그림으로, 낮은 응력·고온 쪽에 확산 크리프, 더 높은 응력에 멱법칙 크리프가 있다
변형 기구 지도에서는 각 기구의 속도식으로부터 어떤 응력과 온도에서 가장 빠르게 변형시키는 기구를 구하여 영역을 나누어 칠합니다. 여러 기구는 병렬로 작용하므로, 가장 빠른 것이 지배적이 된다는 사고방식입니다. 이상 강도에 가까운 높은 응력에서는 전위의 슬립이, 중간 응력의 고온에서는 전위의 상승 운동을 수반하는 멱법칙 크리프가, 낮은 응력의 고온에서는 확산 크리프가 지배적입니다. 확산 크리프의 속도는 결정립 크기의 제곱이나 세제곱에 반비례하므로, 결정립을 미세하게 하면 확산 크리프의 영역이 넓어져 경계는 움직입니다. 그림에는 일정한 변형률 속도의 선도 그려져 있어, 사용 조건에서의 기구와 변형 속도를 읽어 낼 수 있습니다. 낮은 응력 쪽에 전위의 슬립을 두는 설명은 배치를 혼동하고 있습니다.