숏피닝

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1. 숏 피닝 shot peening
1-1. 숏 피닝의 정의
SHOT PEENING에 대하여는 오래 전부터 많은 연구가와 학자들이 금속학적 입장에서 많은 연구논문을 발표하여 왔으나, X광선 또는 고무가 발견되지 오랜 후에야 겨우 실용화 된 것과 마찬가지로 실제로 공법으로 사용하기까지에는 오랜 동안의 GAP이 있었다.
숏 피닝 가공이란 금속 부품의 표면에 숏볼(shot ball)이라는 강구를 고속으로 금속의 표면에 투사하여 금속의 표면을 해머링(hammering)하는 일종의 냉간 가공이다. 숏피닝 가공은 숏볼이 금속 포면에 고속 충돌하면서 이 때 숏볼의 운동 에너지가 순간적으로 재 료의 표면에 소성변형(plastic deformation)을 주고 표면에서 이탈한다. 숏볼과 충돌 후 표면층에는 요철이 발생하며 표면에 얇은 소성 변형층을 형성하며 탄소성 층 경계를 형성 하게 된다. 이 층에서 늘어난 표면층을 늘어나기 전의 상태로 유지하려는 힘이 작용하게 되어 표면은 압축잔류응력, 내부는 인장응력을 갖고 평형을 이루게 된다. 숏볼이 충돌 후 재료의 내부에는 압축잔류응력이 발생하게 되는데 응력의 크기는 크지만 가공 조건에 따 라 약간의 차이는 있으며, 일반적으로 표면에서 깊이 0.1~0.5mm 정도에 분포되고 특수 한 경우 0.8mm까지 분포층을 형성시킬 수도 있다. 이러한 숏 피닝 가공으로 재료의 표면 에 압축잔류응력을 남게 함으로써 반복인장이 작용할 때 압축잔류응력은 점점 상쇄되어 압축잔류응력이 사라지게 될 때까지 피로 수명을 연장하게 된다. 아래 그림에서 압축 잔 류 응력은 일반적으로 표면에서 최대값을 갖는 것이 아니라 표면 바로아래에서 최대값을 갖는다는 것을 나타내고 있다.

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