인장 시험에 영향을 주는 인자, 네킹

1. 네킹의 형태와 네킹의 영역에서의 응력 분포

  가. 네킹이란 연성을 가진 금속이나 고분자 재료 등을 축방향으로 늘려 소성변형시키면 변형하는 부분과 변형하지 않는 부분으로 나뉘고, 경계에 잘록함이 생기는 경우가 네킹이다.

  나. 네킹은 일반적으로 연성 금속의 경우 인장 변형 중 최대 하중점에서 시작된다.

  다. 가공 경화가 일어나지 않는 소성 재료는 인장 시 항복이 시작되면서 불안전해지고 네킹이 시작된다

  라. 가공 경화에 의한 시험편의 하중 수용 능력의 증가보다 시험편의 단면적 감소로 인한 응력의 증가가 클 때, 즉 최대 하중점에서 네킹이 시작된다.

  마. 네킹의 형태

    ● 봉상의 인장 시험편의 경우 : 재료가 등방성일 때 인장 축에 대해서 대칭을 이룬다.

    ● 판재로부터 얻어지는 각 형의 단면적을 갖는 인장 시험편의 경우 : 다른 여러 가지의 네킹이 일어난다.

    ● 두께에 비해 폭이 훨씬 큰 판상 인장 시험편의 경우 : 2가지 형태의 인장 유동 불안정성이 나타난다.

    ● 네킹 지역에서의 평균 진응력은 단순한 인장이 지배적인 경우 소성 유동을 유발하는데 필요한 응력보다 크다

2. 시험 편 단면 형상의 영향

    ● 원형 단면 시험편 : 인장 강도와 항복점이 가장 크다.

    ● 직사각형 단면 시험편 : 원형 단면 시험 편보다 인장 강도와 항복점이 작다.

    ● I형 단면 시험 편 : 인장 강도와 항복점이 가장 작다. (원형 > 직사각형 > I형의 순이다)

3. 시험 온도의 영향

  가. 인장 시험에서 얻어지는 응력 - 변형율 곡선과 유동 및 파괴 성질은 시험이 수행되는 온도에 크게 의존하며, 시험 온도가 높을수록 강도는 감소되고 연성을 증가한다.

    ● 어떤 온도에는 석출, 변형 시효, 재결정과 같은 미시적인 구조 변화가 일어나 일반적인 거동이 반대일 수도 있다.

    ● 고온에서는 열적 활성화 과정들이 변형을 도와 강도를 감소시키고, 고온에서 장시간 동안 노출되면 구조적 변화가 일어나 시간 의존성 변형이 일어난다.

  나. 체심 입방 격자 금속에서는 온도가 감소함에 따라 항복 응력이 빠르게 증가한다.

  다. 면심 입방 격자 금속에서는 온도에 의해 항복 응력이 조금 변한다.

  라. 면심 입방 격자 금속에서 유동 응력은 온도에 크게 의존하지만 가공 경화 지수는 온도 증가에 따라 감소한다.

4. 변형 속도의 영향

  가. 변형 속도가 증가하면 유동 응력은 증가한다.

  나. 변형 속도는 온도의 증가에 따라 강도에 미치는 영향은 더욱 커진다.  

  다. 항복 응력이나 작은 소성 변형에서의 유동 응력은 인장 강도보다 더 변형 속도에 민감하여, 저탄소강에서 평상의 하중 속도 하에서는 나타나지 않는 항복점이 높은 변형 속도 하에서 나타난다.

  라. 인장 시험 속도는 재료의 기계적 성질에 영향을 준다.

  마. 보통 시험기의 인장 속도

5. 인장 시험기에 의한 영향

  가. 인장 시험 방법에는 일반적으로 두 가지 종류의 기계가 사용된다.

  나. 모든 시험기기는 하중에서 약간의 시험 편 변형이 생긴다.

  다. 시험 기계와 시험편의 상호 작용이 변형 속도에 주요한 영향을 미친다.