크리프 특성

 

1. 정의

: 재료가 고온환경(절대융점의 약 1/2 이상), 특정온도에서 일정한 응력이 단면적의 변화에 관계없이 계속 일정하게 유지되면, 응력이 항복응력과는 무관하게 일정하게 변형이 일어나는 것을 creep 특성이라고 한다.

 

=> 즉, 일정한 응력 하에서 재료가 점차적으로 변형하는 현상.

=> 고온에서 재료의 인장성이 변형속도와 시험시간에 따라 달라지는 것이 원인이다.

 

 

2. 시간에 따른 변형률

> 크리프 곡선의 기울기를 크리프 속도라 하며, 일반적으로 3개의 영역으로 구분한다.

 

1차 크리프 (=천이 크리프) : 크리프 속도가 감소하는 지역으로 재료의 저항성이 변형에 의해 증가하는 구역

 2차 크리프 (=정상상태 크리프) : 가공경화와 회복의 경쟁이 서로 균형을 이뤄 거의 일정한 크리프 속도를 나타내는 구간

(=> 구조물의 근간이 되는 재료의 수명을 결정하는 데 중요한 요소가 된다.) 

 3차 크리프 (=가속 크리프) : 주로 높은 응려과 높은 온도하에서 일어남.

(=> 국부수축 또는 내부 기공형성 등의 사유로 재료의 단면적의 실질적인 감소가 이뤄진다.)

 

 * 석출물의 조대화,재결정 등 금속학적 변화와 관계 有 

 

 

3. Creep 변형기구

1) 전위 활주 : 전위들이 슬립 평면을 따라 움직이며 열적활성화에 의해 장애물을 통과 

2) 전위 크리프 : 전위들이 열의 도움을 받는 기구에 의해 장애물을 넘어감.

3) 확산 크리프 : 공공과 침입형원자들이 부과응력의 영향하 결정내에서 유동함  

4) 결정 입계 미끄럼 : 결정립들이 상대적으로 미끄림

 

 

4. Creep 변형억제  

1) 결정립 조대화  ▶  Al 규제

 - 등강도온도 이상 에서는 결정립이 큰 재료가 높은 강도를 나타내며,  고온시  입내파괴 ⇒ 입계파괴

 - 등강도 온도 : 결정립과 결정입계간에 강도가 같아지는 온도

2) 석출물(탄화물)의 미세분포 높은 크리프 저항성

3) 합금 원소 첨가 - Mo, Cr 이 유효  

 

 

5. Creep 도중 조직변화 

저온 (Slip에의한 입내변형) ⇒ 고온 (아결정립 형성) ⇒ 더욱 고온(공공전위 증가 , 결정입계 미끄럼)