[금속재료]금속 소성변형

소개글

금속 소성변형에 대해서 조사한 레포트입니다.

목차

1. 단결정의 소성변형
2. 쌍정변형
3. 전위에 의한 소성변형
4. 다결정의 소성변형

본문내용

1. 단결정의 소성변형
-하나의 결정만으로 되어있는 단결정에 탄성한도 이상의 외력을 가하여 소형변형을 일으키면 단결정은 변형한다. 이 변형은 미끄럼에 의한 경우와 쌍정에 의한 경우가 있으며, 금속이 변형하는 것은 이 두 가지 원인으로 이루어지며, 이끄럼과 쌍정의 변형되는 모양을 아래 그림에 모형적으로 나타낸 것이다.
미끄럼을 일으키는 변형현상을 미끄럼변형이라고 하며, 이 미끄럼 변형상태는 마치 겹쳐 쌓은 상자를 미끄러 움직였을 경우와 흡사하다. 금속이나 합금이 변형하는 대부분의 경우는 한 개 결정의 미끄럼변형이 집합된 결과 일어난다고 생각되며, 미끄럼면은 원자밀도가 가장 조밀한 면, 또는 그것에 가까운 면이고, 그리고 미끄럼방향은 원자간격이 가장 작은 방향이다.
그러나 온도가 높아지면 원자의 열진동 에너지가 크게 되므로 다른 면에서도 미끄럼할 수 있게 된다. 그리고 미끄럼이 생겨도 결정형에는 변화가 없고 또한 결정의 불연속도 생기지 않는다.
앞의 그림 소성변형의 모형도에서 인장력을 가하여 변형시킬 경우, b1 및 b2의 미끄럼변형과는 다른 결정변형을 나타낼 경우가 있는데, 미끄럼을 일으키든지 또는 쌍정을 일으키든지는 금속의 종류의 힘의 방향 및 결정방향에 따라 다르나, 쌍정을 일으키는 경우라 하더라도 미끄럼은 보통 일어난다.
앞에서 설명된 미끄럼면과 미끄럼방향의 조합을 미끄럼계라 하며, 금속은 미끄럼계가 많은 금속일수록 소성변형하기 쉽다. 따라서 육방정계에 속하는 금속이 가강 가공이 곤란하다. 실제로 아연, 마그네슘, 베륨등은 가공하기 어려운 금속들이다.
단결정의 시편이 변형에 의하여 미끄럼을 일으키면 미끄럼면과 시편의 표면 사이에 단계가 위의 그림과 같이 생긴다. 이것을 미끄럼선이라 하며, 현미경이나 때로는 눈으로도 확실히 볼 수 있다. 미끄럼선에는 여러 가지 상태가 관찰되고 있다. 이 대표적인 형식은 밑의 그림에서 볼 수 있는 것과 같은 단일미끄럼선과 층상미끄럼선이다.
좁은 간격의 미끄럼선의 집합을 특히 미끄럼띠라 한다.
전자 현미경에 의하여 미끄럼선의 상세한 구조를 관찰한 결과에 의하면 한 개의 미끄럼면의 미끄럼을 일으킬 수 있는 길이에는 일정한 한도가 있고, 또 미끄럼선의 간격에도 대게 일정한 최소값이 있다.
한 개의 결정에는 몇 개의 미끄럼계가 있으므로 반드시 한 개의 미끄럼계만이 작용하여 미끄럼이 일어난다고는 말할 수 없다. 동시에 2조의 미끄럼계가 작용하면 이에 따라서 시편의 표면에는 2조의 미끄럼선이 밑의 그림과 같이 나타난다.
이러한 미끄럼을 2중미끄럼이라 하며, 그 중에서도 단결정의 방향에 따라서는 미끄럼면은 달라도 미끄럼방향의 공통인 경우가 많으며, 이와 같은 경우를 크로스 미끄럼이라고 한다.
체심입방 금속 중에도 철은 미끄럼면의 수가 많으므로 몇 개의 미끄럼계가 작용하여 변형이 일어나며, 철의 단결정을 시켰을 때 나타나는 미끄럼선은 단순한 직선이 되지 않고 위의 그림과 같이 곡선상으로 나타난다.

참고 자료

없음