금속 재료와 합금

풀림한 구리의 소성 영역에서 진응력 σ와 진변형률 ε의 관계가 σ = Kεⁿ으로 표시되고, K = 530 MPa, n = 0.44라고 한다. 진변형률 0.10일 때의 진응력에 가장 가까운 것은 무엇인가?

  1. A약 53 MPa
  2. B약 1460 MPa
  3. C약 192 MPa
정답과 해설 보기

정답: C. 약 192 MPa

σ = 530 × 0.10^0.44입니다. 0.10^0.44 = 10^(−0.44) ≈ 0.363이므로 σ ≈ 530 × 0.363 ≈ 192 MPa가 됩니다. 약 53 MPa는 지수를 잊고 K × ε = 530 × 0.10으로 계산한 오류입니다. 약 1460 MPa는 변형률을 백분율인 10 그대로 대입한 오류(530 × 10^0.44)로, 강도 계수 K보다 커진 점에서도 이상하다는 것을 알 수 있습니다. n은 가공 경화 지수라고 하며, 값이 클수록 변형에 따라 강해지기 쉽고 네킹이 시작될 때까지의 균일 연신율이 커집니다. 부피가 일정하다는 조건에서는 네킹이 진변형률이 n과 같아지는 지점에서 시작된다고(이 예에서는 0.44) 어림할 수 있습니다. FCC인 구리나 오스테나이트계 스테인리스강은 n이 큰 대표적인 예입니다.

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