기계적 성질과 파괴

피로의 S-N 곡선에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A탄소강에서는 어떤 응력 진폭보다 낮으면 반복해도 잘 파단되지 않는 피로 한도가 나타나는 경우가 많다
  2. B알루미늄 합금은 탄소강보다 뚜렷한 피로 한도를 보이며, 10⁶회 부근부터는 S-N 곡선이 완전히 수평이 된다
  3. C인장의 평균 응력이 클수록 균열이 벌어지기 어려워져 잘 진전하지 않으므로, 같은 응력 진폭에서의 피로 수명은 길어진다
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정답: A. 탄소강에서는 어떤 응력 진폭보다 낮으면 반복해도 잘 파단되지 않는 피로 한도가 나타나는 경우가 많다

탄소강이나 저합금강에서는 S-N 곡선이 10⁶~10⁷회 부근에서 수평에 가까워지며, 그보다 낮은 응력 진폭에서는 잘 파단되지 않는 피로 한도가 나타나는 경우가 많습니다. 알루미늄 합금이나 구리 합금 등 FCC 금속에서는 뚜렷한 수평부가 잘 나타나지 않으므로, 10⁷회 등 정해진 횟수에서의 강도(시간 강도)로 평가합니다. 인장의 평균 응력은 균열을 벌리는 방향으로 작용하여 균열의 진전을 빠르게 하므로, 같은 응력 진폭이라도 수명은 짧아지며 굿맨 선도 등으로 보정합니다. 덧붙여 부식 환경이나 10⁸회를 넘는 초고사이클 영역에서는 강에서도 피로 한도가 뚜렷하지 않게 되는 경우가 있습니다.

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