연성 및 인성 (출처 철골구조 /예문사)

연성 및 인성 (출처 철골구조 /예문사)

1. 연성 (Ductility) : 쉽게 말해서 많이 변형할 수 있는 능력

1 ) 재료가 하중을 받아 비례한도(또는 항복점) 이후 파괴에 이르기까지 큰 소성변형을 할 수 있는 능력을 말함

2) 인장시험시 시험편의 신장률과 단면적이 줄어드는 것으로 측정

3) 허용응력도 설계에 여러 가정들을 합리화시켜 줌

4) 소성설계의 기본이 됨


2. 인성 (Toughness) : 재료가 파단시까지 흡수할 수 있는 변형에너지 능력

인성 (Toughness Factor)

 

1) 재료가 파단시까지 흡수할 수 있는 변형에너지 밀도를 응력변형도 곡선에서 곡선 하부의 면적으로 산정할 수 있음.

2) 강구조물에 있어서 인성은 강재가 파괴되기까지 저항할 수 있는 능력을 의미함

3) 강구조물에서는 균열을 피할 수 없기 때문에 인성을 균열과 결부시켜서 특별히 노치 인성이라 표현함

4) 노치가 있는 강구조부재에서 불안정한 균열이라 함은 강구조물에서 균열이 피로에 의해 발생하고 성장하는 안정균열에 반대되는 의미로서, 강구조물에 존재하는 균열이 불안정해지면 구조부재는 취성파괴를 일으키고 순간적으로 붕괴하게 됨

5) 따라서 이러한 파괴를 막기 위하여 강구조물의 사용환경에 따라 강재의 사용성의 기준으로서 노치인성을 사용함


이라한 인성을 평가하기 위한 방법은 다음과 같음

1) 재료가 충격하중을 받는 경우, 이러한 충격하중에 대한 강도는 정적인장시험으로부터 구할 수 없음. 왜냐하면 정적인장시험에 있어 연신율 또는 단면수축률이 큰 재료라고 해서 반드시 충격에도 강하다고 할 수 없기 때문임

2) 온도에 따른 재료의 취성천이과정을 손쉽게 알아볼 수 있다는 점은 충격시험의 가장 커다란 장점이라 할 수 있음

3) 일반적으로 충격시험은 재료의 연성 또는 인성의 판정을 위한 것으로 저온 취성, 노치 취성 등의 성질을 파악할 수 있음

4) 충격시험은 시험편의 충격저항을 시험하는 데 있음. 시편을 충격적으로 파단시켜 파단될 때까지 흡수되는 에너지의 많고 적음으로써 재료의 인성(Toughness) 및 취성(Brittleness)을 판정하기 위함