금속 피로의 의미: 기계의 모든 금속 부품에는 고유한 하중이 있습니다. 하중이 안전 응력을 초과하면 부품 내부가 점차 균열됩니다. 이를 소위 "금속 피로"라고 합니다. . 피로".
물리적 원리
Metal Fatigue 영문 항목명 : Fatigueofmetal. 금속 피로는 교번 응력의 작용으로 금속 재료가 손상되는 현상을 말합니다. 교번 압력의 작용으로 기계 부품은 일정 시간이 지나면 국부적으로 높은 응력 영역에 미세 균열이 형성되고, 미세 균열은 점차 확대되어 결국 파손됩니다.
피로손상은 시간의 돌발성, 위치의 국소성, 환경에 대한 민감성, 결함 등의 특성을 갖고 있어 적시에 발견하기 어렵고 사고로 이어지기 쉽다. 응력 진폭, 평균 응력 크기 및 주기 수는 금속 피로에 영향을 미치는 세 가지 주요 요인입니다.
금속의 내부 구조가 균일하지 않아 응력 전달의 불균형이 발생하고 일부 장소는 응력 집중 영역이 됩니다. 동시에 금속 내부의 결함에는 작은 균열이 많이 있습니다. 지속적인 힘의 작용으로 균열은 점점 더 커지고, 재료에서 응력을 전달할 수 있는 부분은 점점 줄어들고, 나머지 부분이 더 이상 하중을 전달할 수 없게 되면 모든 금속 부품이 파괴됩니다.
피로 특성
1. 피로는 저응력주기 지연파괴, 즉 수명이 긴 파단으로 파단응력 수준이 인장강도보다 낮은 경우가 많다. 심지어 재료의 항복 강도.
2. 피로는 취성파괴이다. 일반피로의 응력수준은 항복강도보다 낮기 때문에 연성재료이든 취성재료이든 피로파괴 전에는 소성변형이나 물리적 징후가 발생하지 않는다. .
3. 피로는 결함에 매우 민감합니다. 피로 손상은 국소적으로 시작되므로 결함에 대한 선택성이 높습니다.
과정 메커니즘
피로 과정은 피로 균열 발생, 균열 준안정 팽창 및 최종 불안정 팽창의 세 단계로 구성됩니다. 피로 수명 Nf는 피로 균열 발생 기간의 Ni와 균열 준안정 팽창. 팽창 기간은 Np로 구성됩니다.
피로 균열의 시작은 주로 다음과 같습니다.
1. 금속에 대한 반복 응력의 장기간 작용으로 인해 균열이 발생합니다. 응력이 항복 응력보다 낮더라도 이동하여 순환 슬립 영역을 형성합니다.
2. 균열은 상 경계면에서 발생합니다. 많은 피로 원인은 재료의 두 번째 상이나 개재물에 의해 발생합니다. 따라서 두 번째 상, 개재물과 매트릭스 사이 또는 두 번째 상 사이의 경계면에서 균열이 발생합니다. 개재물 자체가 균열되는 피로 균열 메커니즘이 제안되었습니다.
3. 다결정 재료에서는 결정립계의 존재와 인접한 결정립의 방향이 다르기 때문에 결정립에 의해 특정 결정립 내의 전위 이동이 방해를 받습니다. 결정립 경계에서 전위 축적과 응력 집중이 발생합니다. 연속적인 응력주기 하에서 결정립계의 응력 집중은 완화될 수 없으며 결정립계의 강도가 초과되면 결정립계에 균열이 발생합니다.