크리프 시험
크리프 시험이란 무엇입니까?
때때로 응력 이완 시험이라고도 불리는 크리프 시험은 일정한 온도에서 지속적인 인장 또는 압축 하중을 받는 동안 재료가 겪는 변형량을 시간에 따라 결정하는 데 사용됩니다. "크리프"라는 용어는 재료가 일정한 온도에서 일정한 응력을 받을 때 일정 기간에 걸쳐 발생하는 변형으로 정의됩니다.
크리프 시험은 하중 하에서 특정 작동 온도를 견뎌야 하는 재료에 있어 필수적입니다. 엔지니어는 크리프 시험 결과를 분석하여 재료의 변형을 예측하고 다양한 환경 조건에서 파손을 방지하는 제품을 설계할 수 있습니다.
금속 및 합금과 같은 재료의 경우, 고온 또는 저온에서 특성이 크게 변할 수 있습니다. 금속의 크리프는 일반적으로 고온에서만 발생하는 반면, 상온에서의 크리프(저온 유동 또는 하중 하 변형으로 알려짐)는 플라스틱에서 더 흔하게 나타납니다.
크리프 시험은 일반적으로 다음과 같은 부품 및 재료에 대해 수행됩니다.
- 금속 가공
- 스프링
- 납땜 조인트
- 고온 재료
크리프 시험 곡선 설명
크리프 시험에서 얻은 데이터는 대개 응력과 온도가 일정한 상태에서 크리프 대 시간의 그래프로 표시됩니다. 곡선의 기울기는 크리프 속도이며, 곡선의 끝점은 파단 시간입니다.
다음 도표에 표시된 바와 같이, 재료의 크리프는 세 단계로 나눌 수 있습니다.
- 1차 크리프는 빠른 속도로 시작하여 시간이 지남에 따라 느려집니다.
- 2차 크리프는 비교적 일정한 속도를 유지합니다.
- 3차 크리프는 크리프 속도가 가속화되며 파단 시 재료의 파손으로 종료됩니다.
파손이 발생하는 경우 파단 시간이 기록됩니다. 크리프 시험 기간 내에 시편이 파단되지 않으면 크리프 회복률을 측정할 수 있습니다.
크리프 시험 수행 방법
크리프 특성을 결정하기 위해 재료는 일정한 고온에서 장기간 지속적인 인장 또는 압축 하중을 받게 됩니다. 이러한 시험은 일반적으로 장기간 제어된 하중을 가하도록 설계된 만능 재료 시험기 또는 동적 시험기에서 수행됩니다.
시험 중에 재료의 변형은 특정 시간 간격으로 기록되며 전체 데이터는 크리프 대 시간 도표에 그려집니다. 이 곡선의 임의의 지점에서의 기울기를 크리프 속도라고 하며, 단위는 in/in/hr 또는 백분율(%) 연신율/hr로 표시됩니다.
크리프 시험 중 일정한 온도를 유지하는 것은 재료의 열팽창 또는 수축 가능성 때문에 매우 중요합니다.
크리프 시험을 요구하는 표준의 예로는 ASTM E139, ASTM D2290, ASTM D2291 및 ASTM D2294가 있습니다. 시험 절차에 대한 자세한 내용은 해당 표준을 참조하십시오.
응력 이완 결정 방법
재료의 응력 이완을 결정하기 위해 시편을 일정량 변형시키고 일정한 고온에 장기간 노출되는 동안 응력의 감소를 기록합니다.
응력 이완율은 곡선의 임의의 지점에서의 기울기입니다.
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