의향상 기계적 의향

역학은 역학의 핵심 요소로, 역학의 역학의 역학을 측정하는 데 필요한 물질의 역학을 분석합니다. 역학은 역학의 역학을 측정하는 데 필요한 물질의 역학을 측정합니다. 역학의 역학은 역학의 역학을 측정하는 데 필요한 물질의 역학을 측정합니다. 역학의 역학은 역학의 역학을 측정하는 데 필요한 물질의 역학을 측정합니다. 역학의 역학은 역학의 역학의 역학을 측정하는 데 사용됩니다. 역학은 역학의 역학의 역학의 역학의 의 의 역학의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의

Brittle 대 Ductile Fracture

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스트레스 강렬 인자 및 Fracture Toughness

응력 강도 인자 K은 균열-tip 응력 필드의 크기를 설명합니다. K가 재료의 중요한 골절 강성 K]]]IC]], 비 불안 균열 propagation이 발생합니다. [[FLT]]]]]는 일반적으로 다른 온도에서 감소할 수 있지만, 그 중점은 일반적으로 낮은 온도에서 감소할 수 있습니다. ]

Fracture Behavior의 온도 효과

온도는 직접 원자 접합, 분리 이동성 및 단계 안정성에 영향을 미칩니다. 아래, 우리는 3개의 1 차적인 체제를 검사합니다: 저온, 고열 및 긴요한 전이 범위.

낮은 온도 Brittleness

온도에서 실내 온도 (예를들면, -40°C ~ -196°C)의 밑에, 금속은 불변 운동이 제한될 때 연성을 잃습니다. 항복 강도 증가는, 그러나 분쇄 힘은 과민한 경적에 지도하는 상대적으로 일정한 남아 있습니다. 이것은 특히 ferritic 강철 같이 몸 중심 입방 (BCC) 금속에서 위험합니다. 일반적인 효력은 다음을 포함합니다:

  • Charpy 충격 에너지의 샤프 감소
  • nil-ductility 전환 온도 증가
  • ductile fibrous 골절에서 뇌하수체 또는 transgranular 골절에 이동하십시오

세계 대전 동안 자유 선박 골절과 같은 역사 실패와 1919 년 위대한 보스턴 모레이스 홍수, 부적절한 선택된 강철에서 저온 embrittlement의 백열 결과.

높은 온도 덕트 및 Creep

높은 온도에서, 대략 0.4]T]m] ] T]m]]]는 Kelvin의 융점입니다, 금속 전시는 연성 증가, 또한 시간 의존 변형에 감염 될 수 있습니다. 입자는 고정된 동작 용량을 감소시킵니다.

  • 인장 시험의 증가된 신장 및 감소
  • 크레프 voids 및 intergranular 부수기의 형성
  • 스트레이트에 감도: 더 높은 비율은 고열에 조차 과민한 행동을 유도할 수 있습니다

가스 터빈, 원자로 및 석유 화학 식물에 있는 성분은 인화성을 유지하고 있는 동안 주름을 저항해야 합니다. Inconel 718와 Waspaloy 같이 합금은 강수 강하게 하고 안정되어 있는 곡물 구조를 통해서 700°C까지 힘을 유지하기 위하여 디자인됩니다.

연성-에-영국 Transition 온도 (DBTT)

많은 BCC 금속 및 몇몇 6각형 가까운 포장하는 (HCP) 금속은 좁은 온도 편차에 골절 형태에 있는 예리한 변화를 전시합니다 DBTT. DBTT의 밑에, 분쇄는 1 차적으로 cleavage입니다; 위, 그것은 연성이 있습니다. 전환은에 의해 영향을 받습니다:

  • 곡물 크기: 더 정밀한 곡물은 DBTT를 낮춥니다
  • 합금 구성: 니켈과 망간 추가는 저온 강인성을 개량합니다
  • 열처리: 냉각하고 부드럽게 하는 것은 DBTT를 교대할 수 있습니다

엔지니어링 표준 (예 : ASME 보일러 및 압력 용기 코드)는 적정 인성을 보장하기 위해 최소 설계 온도에서 Charpy 테스트를 요구합니다. 아크 파이프 또는 배 선체의 경우, 재료는 브리틀 골절을 방지하기 위해 서비스 온도의 밑에 DBTT를 잘해야합니다.

물자 특정 온도 응답

다른 결정 구조 및 합금 구성은 온도에 독특하게 반응합니다. 주어진 열 환경을 위한 적당한 물자를 선정하는 것은 이 특정한 응답을 이해합니다.

강철과 DBTT 페로메논

탄소 및 저합금 강철은 온도 효과에 관한 가장 연구한 물자입니다. Ferritic-pearlitic microstructures는 일반적으로 -20°C와 +20°C 사이에서 비례한 DBTT를 전시합니다. 정밀한 martensite 또는 bainite를 가진 냉각하고 부드럽게 한 강철은 더 낮은 DBTTs (-60°C)를 비치하고 있습니다. Austenitic 스테인리스 (FCC 구조)는 DBTT를 보여주지 않습니다; 그들은 저온에 굴절하고, 그(것)들을 위한 이상적인 탱크를 만들기 위하여 극성 온도를, 600 °C에 극성 가스를 위한 이상적인 저장을 피해야 합니다.

알루미늄 합금

알루미늄 합금 (FCC)는 일반적으로 저온에 연성이 유지하고 심지어 증가 된 강도와 인성이를 보여줄 수 있습니다. 극저온 온도에서, 일부 2xxx 및 7xxx 시리즈 합금은 슬립 밴드 로컬라이제이션으로 인해 골절 강성에 약간의 감소를 경험하고, 5xxx 시리즈 합금은 안정적으로 유지됩니다. 고온 (>150°C)에서, 과잉은 강도를 감소시키고, 주름 저항은 우려가됩니다. 알루미늄 - 리튬 합금은 극저온 성능에 대한 항공 우주에서 사용성을 얻고 있습니다.

티타늄 및 니켈 기반 Superalloys

티타늄 합금 (HCP 알파 단계 낮은 온도)는 복잡한 온도 의존 골절 행동을 전시합니다. 실내 온도 근처, 그들은 우수한 강인성, 그러나 저온 온도에서, 순수한 티타늄은 강모가 될 수 있습니다. 알루미늄과 바나듐 (Ti-6Al-4V) 합금은 -200°C에 강인성을 유지합니다. 고온 (>400°C)에서, 티타늄 산화는 급속하게 그리고 수소 embrittlement에서 고통을지도 모릅니다. 니켈 근거한 수퍼 골절은, 그들의 발열에, 그들은 높은 온도에 불용성 및 높은 온도에 반응을 유지하고, 그들의 발열에 있는 열경을 감소시킵니다.

시험 및 표준 평가 방법

퀀텀화 온도 효과는 표준 테스트가 필요하며, 에너지 흡수 및 골절 강성을 측정하는 것은 다양한 조건에서 필요로 합니다.

Charpy 충격 시험

Charplacepy V-notch 테스트 (ASTM E23)는 덕트에 대 한 가장 일반적인 방법 이다. 공칭 견본은 제어 된 온도에 pendulum에 의해 struck, 그리고 흡수 된 에너지 기록. 결과 에너지 대. 온도 곡선은 DBTT를 밝혀. 엔지니어 일반적으로 구조 강철에 대 한 27 J (20 ft·lbf)의 에너지 수준에 전환 온도를 정의 합니다. ASTM ELT[[]]:[[[]]]:[[[]]]]:[[[]]]]]]:[[]]]]][[[]]]]]]]]]][[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

ASTM E1820 당 멸균성 시험

중요한 응용 분야의 경우, 비행기 변형 골절 인성 KIC]은 컴팩트한 인장 또는 단일 인장 굴곡 견본을 사용하여 측정됩니다. 시험은 예상 서비스 온도에서 수행되며 결과는 손상 관성 설계에서 사용됩니다. ASTM E1820 표준]은 탄성-LT:7] LT:7]] 의 인장 강도 (JFLT:7] 의 강도 (JF) 의 강도 (J) 의 강도 (J) 의 강도 (J) 의 강도 (J) 의 강도 (J) 의 강도 (J 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의

추가 방법은 파이프 라인 강철 및 고 강도 재료에 대 한 동적 눈물 테스트에 대 한 드롭 무게 눈물 테스트 (DWTT)를 포함 합니다. ] 표준 및 기술 (NIST)의 국가 연구소]는 골절 강성 데이터베이스를 원조 재료 선택 유지.

Practical Engineering Implications(공동 공학)

온도 효과는 단지 학문적 아닙니다; 그것은 직접 물자 선택, 디자인 부호 및 조작상 안전 한계를 영향냅니다.

극한 환경의 선택 재료

아크로틱 응용 프로그램 (파이프 라인, 해상 플랫폼)의 경우 저온 강인성은 기하학입니다. 니켈 추가 (예를들면 3.5% Ni, 9% Ni)가 일반적입니다. 액화 가스의 극저온 저장을 위해, 연성 스테인리스 스틸 (304, 316) 또는 알루미늄 합금 (5083)는 표준입니다. 고온 환경에서 (터빈 블레이드, 보일러 튜브), 니켈 기반 수퍼 합금 또는 고급 세라믹은 온도가 감소하고, 온도가 감소하고, 온도가 감소하고, 온도가 감소하지 않도록하기 위해 선택해야합니다.

몇몇 기술설계 연습은 온도 유도된 과민한 골절의 위험을 감소시킵니다:

  • Material 자격: 모든 주요 부하 베어링 부품에 대한 최소 설계 온도에서 Charpy 충격 테스트.
  • Weld 절차 자격: 용접은 기본 금속보다 높은 DBTT를 가질 수 있습니다; 따라서, 용접 금속 및 열 오염 영역은 시험되어야 합니다.
  • 스트레스 릴리프 열처리: 포스트 용접 열처리는 흉골 균열을 시작 할 수있는 잔여 스트레스를 감소시킵니다.
  • Operational Temperature Monitoring: 온도 사이 주기를 위한 구조에 대한 온도 센서를 설치하고 급속한 열전도를 피합니다.
  • Fracture mechanics assessment:] 온도 의존 K]IC] ] 를 사용하여 기존 또는 최대 허용 결함 크기가 안전하다는 것을 확인하는 값.

ASME 단면도 VIII 부 2와 API 579 (Fitness를 위해 서비스)와 같은 디자인 부호는 온도 의존하는 분쇄 강인성을 기준을 통합합니다. 정비 도중 일정한 검사는, 특히 파이프라인 또는 터빈 폐쇄에 있는 찬 스냅 후에, catastrophic 실패의 앞에 subcritical 균열 성장을 검출할 수 있습니다.

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