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강재의 취성파괴
- 정의
- 특징
- 발생원인
- 취성감소대책
- 고찰
- 온도와 취성파괴의 상관관계
정답:
정의
노치, 볼트 구멍 및 용접부와 같이 응력 집중부가 많거나, 저온으로 강재가 냉각될 때, 또는 급작스런 충격하중 등의 여러가지 요인이 강재에 중복되어 작용할 때 강재의 인장강도나 항복강도 이하에서 소성변형을 일으키지 않고 갑작스럽게 파괴되는 현상을 취성파괴라 한다.
특징
- 파괴의 진행속도가 빠르다
- 비교적 저온에서 발생한다
- 강재의 절취부나 용접결함부에서 유발되기 쉽다
- 낮은 평균응력에서 파괴된다
발생원인
- 강재의 인성부족
- 재료의 화학성분 불량으로 금속조직에 결함이 있을 때
- 과도한 잔류응력이 있을 때
- 설계응력 이상의 인장응력이 발생할 때
- 취성파괴에 저항이 낮은 강재를 사용했을 때
- 온도 저하로 인해 인성이 감소됐을 때
- 경도가 너무 큰 고강도 강재를 사용했을 때
- 강재결함에 따른 응력집중
- 용접열 영향으로 재료의 이상경화 시
- 용접결함으로 응력이 집중될 때
- 응력부식이 진행될 때
- 강재 단면의 급격한 변화가 있을 때
- Bolt 및 리벳 구멍, 노치와 같은 응력 집중부가 있을 때
- 반복하중에 의한 피로현상
취성감소대책
- 부재설계 시 응력집중계수 최소화
- 고강도 강재 선택시 충격흡수에너지 점검
- 동절기 강재용접 시 예열 등의 열처리 실시
- 구조물 설치 시 과도한 외력작용 방지
고찰
강재의 취성파괴는 소셩변형을 동반하지 않고 갑자기 파괴되는 매우 불안정한 파괴형태이다. 따라서 파괴원인이 되는 재료의 인성부족과 강재결함에 의한 응력집중 및 반복하중에 의한 피로현상 등이 발생하지 않도록 설계, 부재제작 및 설치에 기술자의 보다 세심한 배려가 필요하다.
온도와 취성파괴의 상관관계
고온에서 강재의 취성은 감소되나 저온에서는 이와 반대 효과를 갖는다.
END