연성파괴,라고도 함플라스틱 골절또는인장 과부하 골절는 금속 재료에 가해지는 하중이 항복 강도를 초과할 때 발생하는 파괴 유형을 말하며, 파괴되기 전에 상당한 거시적 소성 변형이 발생합니다. 그러므로 라고도 한다.연성 과부하 파괴.
전형적인 예는 아래 그림과 같이 일축 정적 하중 하에서 매끄러운 인장 시편의 파단입니다. 파단면이 선명하게 보입니다.네킹휴식 시간 근처의 현상. 육안으로 보면 파단면은컵-및-콘모양: 중앙 영역이 나타납니다.섬유질의그리고짙은 회색색상, 일반적으로 방향수직인장 응력 방향으로, 외부 영역의 특징은 다음과 같습니다.입술을 깎다그 형태는 대략45도 각도인장축에.
실제 응용 분야에서는 부품의 모양과 부품이 받는 힘이 매우 복잡할 수 있으므로 거시적인 파괴 형태 특징이 명확하지 않을 수 있습니다. 그러나 두 가지를 구별하는 기본 근거는 다음과 같습니다.연성파괴그리고취성파괴골절 근처에 상당한 거시적 소성 변형이 있는지 여부입니다.
금속 재료의 파괴 메커니즘의 관점에서 보면 두 가지 주요 유형이 있습니다.슬립 분리그리고연성 보조개 골절.
슬립분리외력에 의해 물질의 결정 구조 내의 원자가 전단 응력으로 인해 특정 결정 평면 및 방향을 따라 상대적으로 미끄러지는 현상을 말합니다.슬립. 이 미끄러짐이 불연속적이거나 불균일하게 발생하거나 결정립계, 상경계 또는 기타 경계면에서 방해를 받으면 이러한 위치에 작은 틈이나 균열이 형성되어 다음과 같은 현상이 발생합니다.슬립 분리. 순수한 미끄럼 분리 파괴는 금속 재료에서는 상대적으로 드뭅니다.
연성 딤플 골절더 일반적인 유형입니다. 이 모드에서 균열 형성 및 전파 메커니즘은 다음과 같습니다. 금속 재료에는 공극, 개재물, 2차-상 입자, 입자 경계 및 상 경계와 같은 다양한 불연속성이 포함되어 있습니다. 과부하 응력(항복 강도 초과)을 받으면 이러한 국부적인 영역에 응력 집중이 발생하여 소성 변형이 발생합니다. 변형이 진행됨에 따라 이러한 불연속성 또는 경계면에 미세 공극이 형성됩니다. 변형이 계속 증가함에 따라 미세 공극이 성장하고 합쳐져 결국 연결되어 미세 균열이 형성됩니다. 지속적인 응력 하에서 이러한 미세 균열은 임계 크기에 도달할 때까지 천천히 팽창하여 파손으로 이어집니다. 이러한 미세 공극을 다음과 같이 지칭합니다.연성 딤플(또는플라스틱 구덩이). SEM에서 관찰된 연성 딤플의 일반적인 형태는 아래 그림에 나와 있으며, 2차-상 입자 또는 함유물도 딤플 바닥에서 볼 수 있습니다.
다양한 응력 상태에서 형태는연성 딤플연성 파괴에 대해서도 다양합니다. 일반적으로 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.등축 보조개(인장 응력 하에서),눈물 보조개(인열 응력 하에서, 모드 I), 및보조개를 자르다(전단 응력 하에서, 모드 II 및 모드 III).
실제 파괴 형태 분석에서는 세 가지 유형 모두가 관찰되는 경우가 많습니다.연성 딤플형태가 나타날 수 있습니다. 이는 일반적으로 재료가 경험하는 복잡한 응력 상태 때문이거나 단순한 응력 조건에서 균열이 전파됨에 따라 국부적인 응력 변화가 발생하여 딤플 형태의 차이가 발생하기 때문입니다.
더욱이, 단순히 골절이 무엇인지 판단할 수는 없습니다.두들겨 펼 수 있는국소 골절 부위에 수많은 딤플이 존재함을 기반으로 합니다. 연성 딤플은 필요충분조건이 아니다.연성파괴, 왜냐하면 실제 상황에서는 많은 사람들이혼합 골절등이 발생할 수 있습니다.준-골절 골절. 따라서 균열 유형을 결정하고, 파손 메커니즘을 이해하고, 파손 실패의 근본 원인을 파악하고, 재료, 부품 설계, 제조 공정 및 사용 환경을 개선하기 위한 제안을 제안하기 위해서는 거시적 분석과 미시적 분석을 결합하는 것이 여전히 필요합니다.
어떤 조건에서 연성파괴가 발생할 가능성이 더 높습니까? 증가하는 모든 요소연성(감소취성) 연성파괴 발생을 촉진하게 됩니다. 다음 사항은 주요 요소를 요약합니다.
우수한 미세구조:서로 다른 미세구조는 동일한 조건에서 서로 다른 파손을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 템퍼링 마르텐사이트는 연성이 더 좋은 반면, 펄라이트+페라이트는 연성이 상대적으로 낮습니다. 전자는 연성 파괴를 경험할 가능성이 더 높습니다.
세분화된-구조:일반적으로 입자가 미세할수록 연성이 좋아집니다. 또한 미세한-구조의 결함은 더 작은 경우가 많으므로 파괴에는 더 높은 응력이 필요합니다.
거친 함유물 또는 2차-입자:거친 함유물이나 2차{0}} 입자는 일반적으로 재료의 연성을 감소시키지 않습니다. 때로는 플라스틱의 두 번째 단계가 재료의 연성을 향상시킬 수도 있습니다. 아래 다이어그램에 표시된 것처럼,연성 딤플상당한 양의 A형 황화물 함유물을 함유하고 있지만 재료는 여전히연성 과부하 파괴.
순수 원료:제강 시 외부 불순물 원소 도입에 주의하고, 소재 내 유해한 불순물을 감소시키며, 오염 가능성을 최소화하는 등 소재의 순도를 향상시킵니다.입계 취성그리고2차-단계 취성 개재물.
좋은 구조 설계:날카로운 모서리, 노치 등을 줄이는 등 응력 집중을 방지하고 균일한 하중 분포를 보장하는 구조를 설계합니다.
양호한 작동 환경(온도, 매체 조건 등):부식성 매체 및 저온-환경에 대한 노출을 최소화합니다. 이러한 조건이 필요한 경우 재료를 설계할 때 환경 민감도를 고려해야 합니다.
을 위한연성파괴, 실제 적용에서는 갑작스러운 파손 없이 상당한 변형이 가능합니다. 그러므로 이러한 관점에서 비교해보면취성파괴, 연성 파괴가 더 수용 가능한 파괴 방식입니다. 그러나 각 단계에서 자재 설계, 생산, 사용 과정을 적절하게 관리하면 불필요한 파손 사고를 방지할 수 있어 기업과 국가 모두의 재산 손실을 줄일 수 있습니다.