연성파괴와 취성파괴 비교

목차

1. 연성재료(Ductile material)와 취성재료(Brittle material) 비교
2. 연성(Ductile) vs. 취성(Brittle) 변형(Strain)
3. 연성파괴의 파단면
4. 취성파괴의 파단면
5. 균열성장(Crack propagation)
6. DBTT(연성-취성 천이온도, Ductile-Brittleness Transition Temperature)
7. 노치취성(notch brittleness)
8. 수소취화(hydrogen embrittlement)
9. 하중속도와 취성파괴(Loading Rate on the Fracture Toughness)

본문내용

파단면

주사전자현미경(SEM) 사진

Cup-and-cone fracture in Al

tensile fracture

shear fracture

* 연성파괴 과정 : 넥킹 → microvoids 형성/성장 →microvoids coalescence/crack 발생 → 파단

- 연성파단면상(SEM사진)의 구모양의 “딤플(dimple)”은 균열(crack)이 시작

되는 microvoids를 나타냄

4. 취성파괴의 파단면

파단면

주사전자현미경(SEM) 사진

Brittle fracture in a mild steel

Transgranular fracture

Intergranular fracture

- 소성변형이 나타나지 않으며, 균열의 성장 속도가 매우 빠르고 응력이 가해진 방향의 거의 수직으로 파단됨(균열은“벽개(cleavage)면”을 형성)

- 입내파괴(Transgranular fracture)는 균열이 결정(grain)을 통과하는 형태

참고 자료

MSE 2090: Introduction to Materials Science Chapter 8, Failure
A. Pineau1, A.A. Benzerga, T. Pardoen “Overview article Failure of Metals I - Brittle and Ductile Fracture”Acta Materialia, April 2016
Mingchao Liu, Yixiang Gan, Dorian A.H. Hanaor, Bin Liu, Changqing Chen, “An improved semi-analytical solution for stress at round-tip notches”, Engineering Fracture Mechanics 2015.
Dr C S Wiesner, TWI, Cambridge, UK and Mr H MacGillivray, Imperial College, London, “LOADING RATES AND TENSILE PROPERTIES / FRACTURE TOUGHNESS”, UK Presented at 1999.
C. LIU1, W.G. KNAUSS2 and A.J. ROSAKIS, “Loading rates and the dynamic initiation toughness in brittle solids”, International Journal of Fracture 90: 103–118, 1998.
Abul Hossain1, ASW Kurny1, “Effects of Strain Rate on Tensile Properties and Fracture Behavior of Al-Si-Mg Cast Alloys with Cu Contents” Materials Science and Metallurgy Engineering, 2013, Vol. 1, No. 2, 27-30.
A. A. Alabia,b, P. L. Moorec, L. C. Wrobeld, J. C. Campbella,b, W. Hee “Influence of Loading Rate on the Fracture Toughness of High Strength Structural Steel, Elsevier B.V, 2018
http://www.materials.unsw.edu.au/
https://www.imetllc.com/
https://civildigital.com/
http://www.difference.minaprem.com/