모설 데이

보통 재료에 힘을 가할때, 항복강도라는 물성을 중요하게 여깁니다. 왜냐하면 항복강도 이상의 힘에 그 재료는 탄성변형 영역을 지나 소성변형을 하여 영구적인 변형을 가지게 되기 때문입니다. 하지만 항복강도 이하의 힘에 반드시 탄성변형이 아닌 변형이 일어나지 않을까요? 정답은 항복강도 이하의 힘에도 변형이 일어나게 됩니다. 일정한 정적하중을 가해 줬을때, 그 하중이 항복강도 이하임에도 불구하고 시간에 따라 소성변형이 일어나는 시간의존적인 변형을 크리프변형이라고 합니다. 크리프변형이 일어나는 이유는 많은 결정립으로 이루어진 결정에서 공공 등이 확산하기 때문인데, 이유는 이후에 이야기하도록 하겠습니다. 크리프와 온도의 관계 크리프 변형은 상온에서도 일어나긴 하지만 온도가 올라갈수록 잘 일어납니다. 말씀드렸듯, 확..

완전 전위가 부분전위로 분해될때, 두개의 전위로 분해될때 감소하는 에너지 양과, 결합 영역에서 증가하는 에너지양의 합해도 0보다 작아야 완전전위가 분해될 수 있습니다. https://new-material.tistory.com/131 복합재료 - 입자강화 복합재료/섬유 복합재료/적층 복합재료 복합재료는 서로 고용되지 않는 두개 또는 그 이상의 재료를 혼합하거나 접합시킨 재료를 뜻합니다. 고무 입자를 첨가한 플라스틱, 유리 섬유로 강화된 플라스틱, 초경합금 및 콘크리트 등이 있 new-material.tistory.com 이는 위 포스팅에서 설명하였습니다. 이때 두개로 완전히 분해되어 있는 경우에는 교차슬립이 불가능 합니다. 그 이유는 전위선과 버거스 벡터를 다 끼고 있는 경우에만 교차슬립이 가능한데, 그..

재료강도에 대해 생각을 해보면, 장애물이 증가하게 되면 전위의 이동을 방해하여 강도가 높아집니다. 기지 재료가 연성이 좋은 금속이라고 하면 장애물은 없을수록 연성은 좋을 것입니다. 따라서 전위를 조절할 수 있는 능력은 재료를 만드는데 굉장히 큰 도움이 됩니다. 이러한 전위에서 슬립을 생각해 보도록 하겠습니다. FCC결정을 예시로 FCC의 원자최조밀면은 {111}입니다. 최조밀 방향은 입니다. 슬립은 최조밀면에서 최조밀 방향으로 이루어지게 되므로, 이는 중요한 정보입니다. 이때 가장 짧은 격자벡터를 생각해보면, {111}면을 그림으로 보도록 하겠습니다. FCC의 {111} 면을 보면 위와 같습니다. 여기서 가장 짧은 격자 벡터는 (가장 이웃한 원자까지의) \(\frac{a_0}{2}\)이 됩니다. 슬립의 ..

복합재료는 서로 고용되지 않는 두개 또는 그 이상의 재료를 혼합하거나 접합시킨 재료를 뜻합니다. 고무 입자를 첨가한 플라스틱, 유리 섬유로 강화된 플라스틱, 초경합금 및 콘크리트 등이 있습니다. 복합재료의 구조는 기지 속에 섬유 혹은 입자 형태의 입자상이 들어가 있는 형태입니다. 그림으로 보면, 위와 같습니다. 인공 복합재료는 경량화, 고강도, 고강성 등과 같은 특별한 특성을 가지고 있습니다. 복합재료의 강화 방법은 크게 3가지로 나뉘는데, 입자강화 복합재료, 섬유 복합재료, 적층 복합재료가 있습니다. 입자강화 복합재료는 입자가 두 성분의 물성에 따라 기지 재료에 다양한 영향을 미치는 형태입니다. 예를 들어서 단단하고 강성이 큰 재료의 입자를 연성 기지에 첨가하면 강도와 강성이 증가합니다. 분산강화란 0..

폴리머는 재료로써 가장 중요한 특징은 가격이 저렴하고 경량 재료라는 것입니다. 밀도가 무려 알루미늄의 절반에 해당되므로 매우 가볍습니다. 폴리머는 탄소-탄소 결합에 의해 형성된 사슬분자로 구성되게 됩니다. 사슬분자의 결합구조가 폴리머의 특성을 결정하게 됩니다. 폴리머의 예시로는 플라스틱, 섬유, 고무, 나무의 셀룰로즈 등이 해당되게 되는데, 공업 재료로 사용하기 위해 인위적으로 개량된 폴리머는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 탄성 중합체가 있습니다. 또한 폴리머를 이해하기전 알아둬야 할 개념이 있는데, 바로 유리천이온도입니다. 일정온도 (유리천이온도)이상이 되면 강성과 강도가 감소하는 것인데, 녹아서 흐물흐물해지는 느낌으로 이해하면 됩니다. 폴리머의 경우 결합이 사슬분자 구조로 있으므로, 결합이 ..

철계 합금은 구조용 금속으로서 널리 사용되고 있는 주철과 강이 포함되게 됩니다. 이러한 철과 강은 특성에 따라 여러 종류로 나뉘게 되는데, 미량의 합금 원소를 이용한 추가 합금은 입자 미세화, 석출 또는 고용체 효과 등으로 강화 효과를 보게 됩니다. 철과 강의 종류를 이야기 해보도록 하겠습니다. 그 전에 철-탄소의 상태도를 보도록 하시지요. 위의 상태도는 굉장히 필수적으로 눈에 익어야 할 상태도입니다. 철과 탄소의 함량, 온도에 따른 상의 모습을 볼 수가 있습니다. 상태도를 읽는 방법에 대해서는 블로그의 상평형도 분석 카테고리에서 포스팅 하였습니다. 먼저 주철은 2% 이상의 탄소와 1~3% 의 Si를 포함한 철을 의미합니다. 회주철은 박편 형태의 흑연을 함유하여 인장 응력에 의해 균열을 쉽게 야기합니다...

이번에는 금속의 강화 기구에 대해 알아보도록 하겠습니다. 금속 또는 합금의 항복강도는 전위 이동을 저지시킬 수 있는 장애물을 부여하여 증가시킬 수 있습니다. 장애물로는 전위 엉킴, 결정립 경계, 뒤틀어진 결정격자구조, 결정구조 내에 분산된 미세 입자 등이 있습니다. 먼저 냉간 가공은 금속을 실온에서 심하게 가공시키는 것으로, 고온에서가 아닌 상온이나 실온에서 가공을 시켜 압연이나 인발 등을 통해 가공을 시킬 수 있습니다. 고온에서 가공을 할 경우 전위 밀도가 증가하는 동시에 회복도 일어나기 때문에 다시 전위 밀도가 감소하게 됩니다. 즉 강도가 다시 약해지는 현상이 발생하는 것입니다. 냉간 가공은 전위 밀도를 증가시켜 항복 강도를 증가 시키고 연성을 떨어트립니다. 이때 연성이 너무 떨어지면, 다시 금속을 ..

공업 재료는 금속, 세라믹, 폴리머, 복합 재료 4가지로 나눌 수 있는데, 이러한 재료를 적절한 필요조건에 맞게 재료의 성분을 조절하거나, 공정을 거쳐 여러가지 재료의 특성을 조절해야 합니다. 항복, 파괴, 피로, 크리프에 대해 강도, 수명, 변형량 등을 조절해야 할 것입니다. 우선 합금의 가공에 대해 생각해 보도록 하겠습니다. 합금 조성이 주어졌을때 그 재료의 물성은 열처리, 변형, 주조, 등의 처리 공정의 영향을 받게 됩니다. 처리공정의 종류로는 주조공정, 소성가공 공정(변형공정), 절삭공정, 분말 공정이 있습니다. 1. 주조 공정은 용융 금속을 주형에 단순히 부어서 응고시 주형의 형상을 얻는 방법이고, 2. 절삭 공정은 말 그대로, 금속을 자르거나 깎는 공정을 의미합니다. 3. 분말 공정은 분말 야..