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소성변형 대부분의 금속 재료는 변형률이 약 0.005 정도까지만 탄성변형이 일어나며, 이 점을 넘어서면 응력은 더 이상 변형률에 비례하지 않는다. 즉, 훅의 법칙이 적용되지 않으며, 회복되지 않는 영구 변형, 즉 소성변형(plastic deformation)이 일어난다. 대부분의 금속에 있어 탄성에서 소성으로의 전이(transition)는 점차적으로 일어나며, 소성변형이 시작하면 응력-변형률 선도는 곡선으로 바뀌고, 응력 증가에 따라 빠르게 상승한다. 미시적으로 보면, 소성변형이란 수많은 원자 또는 분자가 상대적으로 움직이면서 가장 가까이 있떤 원자와의 결합을 끊고 새로운 원자와 결합하는 현상으로, 응력을 제거해도 원자들은 원래의 위치로 돌아가지 않는다. 결정 재료에서 나타나는 소성 기구와 비정질 재료의 수성 기.. 2022. 4. 13.
응력-변형률 거동 구조물이 변형되는 정도를 나타내는 변형률은 가해지는 응력에 따라 변한다. 대체적으로 작은 인장 응력을 받는 대부분의 금속 재료에 있어, 응력과 변형률은 훅의 법칙(Hooke's law)을 만족한다. 비례 상수는 탄성 계수(modulus of elasticity) 혹은 영의 계수(Young's modulus)라고 한다. 탄성 변형 응력과 변형률에 비례하는 변형을 탄성 변형(elastic deformation)이라 하며, 응력과 변형률 선도는 직선 관계를 가지며, 이 직선의 기울기는 탄성 계수에 대응된다. 이러한 탄성 계수는 재료의 강성도(stiffness)로 볼 수 있으며, 탄성변형에 대응하는 재료의 반발 정도를 나타낸다. 탄성 계수가 클수록 재료가 변형을 잘 일으키지 않는다는 것을 나타내며, 주어진 응력.. 2022. 4. 12.
금속의 기계적 성질 - 응력 및 변형률의 개념 하중이 구조물의 단면적이나 표면에 균일하게 정적으로 작용하거나, 시간에 따라 천천히 변하는 경우의 기계적 거동은 단순한 응력-변형률 시험을 통해 확인할 수 있다. 금속 재료에 대한 시험은 일반적으로 상온에서 수행한다. 하중을 가하는 방법에는 세 종류의 주된 방법(인장, 압축, 전단)이 있다. 실제 공학적 상황에서 가해지는 하중 형태는 순수 전단이라기보다 비틀림이다. 인장 시험 일반적으로 응력-변형률 시험은 인장(tension) 하중하에서 행해진다. 그러므로 인장 시험을 통하여 설계에 필요한 여러 가지 중요한 기계적 성질을 측정한다. 시편의 장축을 따라 인장 하중을 점차적으로 증가시키면 이에 따라 편의 변형이 일어나며, 결국 시편은 끊어지게 된다. 일반적으로 시편의 단면은 원형이지만 사각형 시편도 가능하다.. 2022. 4. 12.
확산 재료를 가공함에 있어서 중요한 많은 반응이나 공정들은 특정한 고상(통상적으로 미세 구조 수준) 내에서, 또는 액상과 기상 또는 다른 고상으로부터의 질량의 이동에 의존하고 있다. 이것은 원자 이동에 의한 물질의 유동 현상인 확산(diffusion)에 의해 이루어진다. 확산 현상은 서로 다른 금속이 서로 접합되어 있는 확산쌍(Diffusion couple)에 의해 설명될 수 있다. 이 확산 쌍은 고온에서(그러나 용융 온도 이하의 온도) 장기간 동안 가열하였다가 실온으로 냉각되었다. 확산 쌍의 두 끝 분위에 순수 수리와 니켈 사이에는 합금된 영역이 존재한다. 구리 원자가 니켈 금속으로, 니켈 원자는 구리 금속으로 이동하였거나 확산되었음을 나타낸다. 금속 원자가 서로의 금속으로 확산되는 현상을 상호 확산(int.. 2022. 4. 12.