금속의강화기구


■ 금속의 강화기구

금속의 강도란 소성변형에 대한 저항성을 나타내는 말이다. 즉 어떤 강도를 갖는 물질을 영구변형시키거나 눈에 띄는 변형(소성변형)을 야기시키기 위해서는 어떤 응력이 필요하다는 것으로 이해할 수 있다. 또한 강도라는 말은 파단응력(U.T.S) 압축강도 또는 파단강도 등을 의미하기도 하며 이는 한정된 연성(ductility)과 높은 강도를 갖는 재질에 관심이 많음 금속학자나 기계설계자에게 매우 흥미있는 주제가 되고 있다.

그런데 앞장에서 언급한 바와 같이 금속결정들의 유동응력이 원자의 결합강도에 기초한 계산에 의한 이론적인 전단강도에 비해 상당히 낮게 나타난다. 그 이유는 금속결정 내에 존재하고 있는 전위 때문인 것으로 밝혀졌다. 즉 금속결정에 외력이 가해지면 전위의 이동에 의해 변형이 일어나기 때문에 이상적인 전단강도보다도 훨씬 작은 응력에 의해서도 금속결정의 변형이 생기는 것이다. 따라서 모든 강화기구는 특별히 놓은 온도의 creep에서 부가되는 인자인 입계의 이동을 방해하는 것을 제외하고는 일반적으로 전위의 이동도(mobility)를 감소시키고, 전위가 결정내에서 어떤 거리만큼 움직이는데 필요한 응력을 상승시키는 것이라 할 수 있다.

따라서 이 장에서는 금속결정의 항복현상과 함께 금속결정의 강화를 유도할 수 있는 여러 방법에 대해 간단히 살펴보기로 한다(마르텐사이트에 의한 강화는 철강재료편을 참조하기 바란다).

● 금속재료의 항복현상

구조물의 기계적 성질중에서 가장 중요한 것중 하나가 소성변형을 일으키는 항복응력이며 이는 설계자에게 특히 중요하다.

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