4.6 불연속 표면

Surface Discontinuities

 

분쇄기(Mill) 운전시 Lapping, Folding, 난류 유동이 발생할 때 재료의 열간 소성작업에 의해 여러 가지 표면 결함이 발생하며, 이에 의한 불연속 표면을 Lap, Seam, Cold Shut이라 말하며 Fillet과 나사 전조(Thread Rolling) 같이 냉간 작업 시에도 발생한다. 또 다른 표면 결함은 작업중 압력이 높게 작용할 때 내부 이물질에서 발달하는데, 예를 들면 산화물이나 모재 Chip이 때로 표면에 압연되고 단조될 때이다. 대부분의 불연속은 최종 공정전 금속 내부에 나타나지만, 표면 쪽으로 개방된다. 액체 침투 및 자분탐상 검사 같은 표준 비파괴 시험으로 면의 불연속을 쉽게 알아내지만, 탐지되지 않으면 불연속은 부식이나 균열의 초기 발생지로 작용되기도 한다.

피로 균열 시작은 축의 수명 조절 인자이므로 표면 결함을 없게 하는 것이 가혹한 조건에서 운전되는 기계에서 점점 중요하게 인식되고 있다. 마찬가지로, 표면 근처의 내부 결함은 순환 하중일 때 성장하여 임계 크기에 달하면 균열을 발생시킨다. 전통적으로 피로 수명을 고려하여 설계한 축에서 결함이 있으면 균열이 조기 발생되어 운전 수명은 상당히 단축된다. 표면이나 표면하의 결함은 축이 연성에서 취성으로 변하는 천이온도 이하에서 운전된 시간이 짧더라도 취성 파괴를 발생할 수 있다. 운전 온도가 천이온도 이상이거나 결함이 임계결함 크기에 비해 작거나 특히, 순환 하중의 응력 범위가 크지 않을 때 운전 수명에는 영향을 주지 않는다.

 

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