2006-09-04
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김창운(kimchangun)
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안녕하십니까?
재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다.
초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니
TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데,
이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다.
측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다.
그럼 수고하세요.
- 파괴인성
- 초경합금
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 6
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답변
박훈님의 답변
2006-09-04- 0
>안녕하십니까? >재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다. >초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니 >TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데, >이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다. >측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다. >그럼 수고하세요. 안녕하세요. TRS는 transverse rupture strength 로 3점 곡강도라 보시면 됩니다. 즉 강도의 개념이고요. 인성은 말그대로 질긴성질 toughness를 말합니다. 세라믹의 경우 취성이 강하므로 인성치가 매우 중요하게 되죠. 초경역시 WC(취성)+Co,Ni,Fe(인성)의 복합재료이므로 바인더(Co,Ni,Fe등)의 양등이 결국인성치에 지대한 역할을 주게 됩니다. 단위는 MPa .m1/2 정도로 표시됩니다. 그리고 KIC (케이아이씨)로 간혹 표시하시는 분들이 있는데 K1C (케이1C)가 맞구요. 이는 평면변형파괴인성이라 부르면 됩니다. 측정하는 방법은 대부분의 인성측정장비로 다 가능합니다. 액상량이 적다면 Vickers 인덴터를 이용할 수도 있겠군요. 감사합니다. -
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황병철님의 답변
2006-09-05- 0
>안녕하십니까? >재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다. >초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니 >TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데, >이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다. >측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다. >그럼 수고하세요. ********************************************************************************* 파괴인성(fracture toughness)이란 날카로운 균열이 존재하는 재료에서 균열성장에 대한 재료의 저항력을 의미합니다. 일반적인 인성(toughness)은 균열이 존재하지 않는 재료의 저항력을 의미하고, 노치인성(notch toughness)는 노치를 가지는 재료의 저항력을 의미하기 때문에 차이가 납니다. 파괴인성의 종류라기 보다 파괴인성을 측정하는 시험법에 몇 가지 종류가 있습니다. 이 시험에서 K, J. CTOD 등의 인성 매개변수와 균열성장의 관계로부터 단일 파괴인성이나 저항곡선이 얻어집니다. 현재 파괴인성 에 대한 표준들은 KIC, K-R곡선, JIC, J-R곡선, CTOD, KIa가 있으며, 이들을 측정하기 위한 표준화된 기준들은 ASTM(American Society for Testing and Materials), BSI(British Standards Institution), ISO(International Institute of Standards) 등에서 발표하고 있습니다. 최근까지 ASTM에서 발표한 표준들 몇 가지를 알려드리겠습니다. E399-05 : KIC를 측정에 대한 시험법 E1290-02 : CTOD를 측정하는 시험법 E1820-06 : 이전에 JIC를 측정하는 E813과 J-R 곡선을 구하던 E1152가 1996년에 E1737로 통합된 후 CTOD까지 모두 통합하여 만든 표준 시험법 E1921-05 : 페라이트강의 탄소성 벽개파괴인성을 특성화하는 기준온도(reference tempertature)를 측정하는 시험법 단위나 그 값이 의미하는 바는 위의 해당하는 표준시험법을 찾아보시면 잘 나와 있습니다. -
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송준희님의 답변
2006-09-05- 0
파괴인성은 파괴역학에서 다루는 하나의 물성치입니다. 의미하는 바는 재료의 안정과 불안정 영역의 구분점을 찾는데 도움이 되지요. 일반적으로 기계적인 물성치를 표현할 때 강도의 좋고 낮음으로 재료를 평가하나 구조적인 요소에선 파괴인성값이 훨씬 중요 척도입니다. 일단 재료가 탄성적이면 K실험을 소성이 많으면 J 실험을 합니다. K보다 J실험이 더 복잡합니다. 시험편 제작이 원하는 조건에 맞아야합니다. 주로 CT시험편과 굽힘시험편을 이용하는데 인장시험기나 만능시험기에서 가능합니다. 시험법은 인장시험과 유사하나 분석방법과 시험편이 약간 복잡하다고 할까요...비록 간단한 것은 아니고 학문적 백그라운드가 요구됩니다. 그래서 경도시험기를 이용한 압입시험의 결과로 파괴인성치를 근사화한 실험식들이 많이 있습니다. 물론 정확도는 CT시험에 비해 다소 낮지만요. 이번 기회에 파괴역학에 관심을 두고 공부하시면 좋을 듯 합니다. 약간 난해한 부분도 있지만..... >안녕하십니까? >재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다. >초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니 >TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데, >이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다. >측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다. >그럼 수고하세요. -
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김호경님의 답변
2006-09-05- 0
>안녕하십니까? >재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다. >초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니 >TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데, >이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다. >측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다. >그럼 수고하세요. KIC라고 하는 값은 평면변형률 상태에서의 균열에 대한 임계응력확대계수값입니다. 약간 어렵겠지만 파괴역학에서 다루는 재료 물성치로 파괴역학은 균열을 다루는 학문으로 재료역학에서 노치가 잇으면 노치에 응력집중계수로 노치의 위험도를 평가한다면 균열은 재료역학에서 탄성상태로 정의하면 무한대 일종의 singularity가 발생하므로 균열에 대해서는 파괴역학으로 접근을 합니다. 이때 균열선단에서의 상태를 나타내는 것이 응력확대계수(K)로 응력집중계수와는 단위도 틀리고 개념이 다릅니다. 어쨋든 응력확대계수는 응력이 크면 같이 증가하고 균열길이가 커도 같이 증가하는 변수입니다. 그 응력확대계수가 어떤 임계치를 넘으면 그 균열은 급작스럽게 성장하여 파단에 이릅니다. 그 임계치에 해당하는 값이 파괴인성치라고 하는데 일종의 재료의 고유물성치로 다시 말하면 균열끝에서의 응력확대계수가 그 재료의 균열에 저항할수 있는 능력인 파괴인성치를 넘으면 그 재료는 더 이상 못버티고 균열이 급작스럽게 전파한다는 의미입니다. 그런데 그 파괴인성치가 같은 재료라도 재료가 얇은 경우는 그 상태가 평면응력상태가 되며 그 때는 균열에 저항하는 능력이 재료가 두꺼울 경우보다 약간 큽니다. 이 이유는 평면응력상태에서 균열앞에서의 소성역이 ？湛？경우인 평면변형률 상태때보다 약간커서 에너지를 흡수할수 잇는 능력이 약간 증가하기 때문입니다. 따라서 가장 파괴인성치가 낮은 상태인 재료가 충분히 두꺼운 상태에서의 균열에 저항하는 능력을 KIC라고 보시면 됩니다. 단위는 (MPa)x(m^0.5)입니다. 측정방법은 균열을 끝에 소성이 발생하지 않도록 조심해서 발생시키고(주로 노치에서 작은 반복하중으로 균열발생) 그것에 인장시험하듯이 하중을 가하여 균열에 하중에 못버티고 급작스럽게 나가는 순간의 하중을 COD gage라는 게이지로 측정하여 하중은 인장시험기의 로드셀로 측정, 정해진 ASTM E-399(?)라는 방법을 써서 측정하여 KIC의 조건을 만족하면 KIC라고 결정합니다. 시험편 형상도 약3종류인데 그것도 ASTM에 정의를 내리고 있습니다. 균열의 안정성을 다루는 파괴역학을 하는 사람들에게는 상당히 중요한 정보입니다. -
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도정윤님의 답변
2006-09-14- 0
>안녕하십니까? >재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다. >초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니 >TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데, >이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다. >측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다. >그럼 수고하세요. > > 저는 콘크리트 분야를 전공하고 있어 다소 사용되는 어휘가 다를수 있겠습니다. 파괴인성이라함은 쉽게 생각하면 파괴에너지라 생각하면 됩니다. 즉 재료의 기계적 성질을 측정할 때 가장 쉽고 기본적으로 측정하는 것이 변형-응력 곡선일 것입니다. 파괴인성이라함은 이 곡선으로 구해지는 데, 재료가 파괴점에 이르렀을 때의 총 소요된 에너지 즉 곡선 그래프의 면적이 파괴인성 수치가 될 것입니다. -
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황병철님의 답변
2006-09-19- 0
posted by : arkido (2006.09.14 16:10) 조회수 : 9 추천수:0 * 일반회원 추천은 5점, 질문자 추천은 10점을 드립니다. File : URL : >안녕하십니까? >재료공학을 공부하고 있는 회사원입니다. >초경재료(Tungsten Carbide)에 대한 공부를 하다보니 >TRS 와 별개로 파괴인성(KIC)이라는 값이 나오는데, >이 파괴인성의 정의와 종류에 대해 알고 싶습니다. >측정하는 방법과 단위, 그 값이 의미하는 바를 쉽게 가르쳐 주시면 감사하겠습니다. >그럼 수고하세요. > > 저는 콘크리트 분야를 전공하고 있어 다소 사용되는 어휘가 다를수 있겠습니다. 파괴인성이라함은 쉽게 생각하면 파괴에너지라 생각하면 됩니다. 즉 재료의 기계적 성질을 측정할 때 가장 쉽고 기본적으로 측정하는 것이 변형-응력 곡선일 것입니다. 파괴인성이라함은 이 곡선으로 구해지는 데, 재료가 파괴점에 이르렀을 때의 총 소요된 에너지 즉 곡선 그래프의 면적이 파괴인성 수치가 될 것입니다. ******************************************************************* 인장이나 압축시험을 통해서 얻이진 응력-변형률 곡선에서 소요되는 에너지는 파괴인성이라 부르지 않습니다. 이 에너지는 단지 '인성(toughness)'라고만하며, 파괴인성(fracture toughness)라는 값은 파괴역학에 기반을 둔 값입니다.