항복점은 변형에 저항하는 한계점이라고 보시면 됩니다.

즉, 주어진 응력을 이기기 위해 재료가 안깐힘을 다 쓰는 과정이라고 보면 되고, 그 단계가 지나면 더이상 저항하지 못하고 그대로 변형이 됩니다.

그리고 변형이 조금 진행되면서 가공 경화와 유사한 수준의 강도 변화가 발생하게 되고, 약간의 강도 상승으로 인해 다시 주어진 응력에 저항하는 과정이 짧은 구간에서 반복되게 되며, 이로 인해 상부 항복점과 하부 항복점이 나타난다고 이해하시면 됩니다. 대표적으로 스테인레스강의 변형이후에 원래 모습으로 돌아가려고 하는 Spring Back 같은 현상도 이런 유형이라고 이해하시면 편합니다. (개념상 그렇게 이해하면 편하다는 얘기고 절대로 두가지 현상이 같다는 얘기는 아닙니다.)

그런데, 예를 들어 그런 가공 경화의 효과가 거의 없는 순금속이거나 이미 충분하게 가공경화가 되어 더 이상 가공 경화의 효과를 기대할 수 없는 강종에서는 이런 항복점 현상이 잘 안나타나거나 실험 과정에서 측정이 불가할 정도가 됩니다.

그래서 편의상 이런 재료들은 0.2% off set를 기준으로 항복강도를 갈음하여 평가하는 것입니다.

빠른회신에 감사드립니다.  그러면 가공경화로만 강화가 되고,  열처리로는 강화시킬수 없는 재질(순철이나 오스테나이트계 STS 등)에 대해서는 항복점 강하 현상이 없다고 봐도 되겠습니까?

가공 경화는 거의 모든 강종에서 발생합니다. 다만, 그 가공 경화의 정도가 극히 작거나 순철이나 순구리와 같이 가공 경화의 정도가 극히 미약한 강종에서는 항복점이 제대로 나타나지 않을 수 있습니다. (실제로 찾기가 쉽지 않아요.)

열처리에 의해 경화가 발생하지 않는 강종은 조직 변화가 없는 강종으로 이해하시면 되는데, 지금 언급한 오스테나이트계 스테인레스강은 탄화물 석출 등의 문제점 이외에는 열에 의한 조직 변화가 없지만 가공에 의해 경화가 발생하며, 심지어 냉간 가공의 정도에 따라 마르텐사이트로 변형되기도 합니다.

알루미늄합금도 비열처리 합금의 경우에는 가공 경화가 발생합니다.

실용방법으로 Excel Spreadsheet를 이용하여 Tensile Test로 부터 얻은 Stress-Strain data를 Plotting하고 먼저 구한 Young’s modulus로 부터 0.002 strain (특수 정밀 기계재료의 경우는 0.001 or smaller도 적용) 에 해당하는 Y.S. 값을 구하는 것이 일반적입니다.  이는 재료의 ductile or brittle에 상관없이 적용되며 Internet에 많은 정보가 제공되고 있으니 참조바랍니다.  아래는 Excel을 이용한 여러 Y.S. 계산법 중 하나임.    단, 100% brittle failure 를 야기하는 Gray Cast Iron 과 같은 소재는 (e.g., ASTM A48, A126, A278, etc.) Y.S. 값을 0으로 간주하며 그 값은 제시하지 않습니다.

The 0.2% Offset Yield Strength Method in Excel Step By Step Tutorial - YouTube

시험 평가 현장의 실무를 기준으로 조금 더 부연 설명을 하면, 실제로 현장에서 인장 시험을 하면서 제대로 된 상부 및 하부 항복점을 찾기는 그리 쉽지 않은 경우가 많습니다.

가장 큰 이유는 인장시험을 하는 속도인데, KS Code등에 보면 인장시험을 위한 기준시간, 즉 변형속도를 명기하고 있으나, 실제로는 이를 준수하지 않는 경우가 너무 많습니다.

그러다 보니 항복점이 그냥 빠른 속도로 스쳐 지나가곤 합니다.

심지어 나름 공신력이 있다고 하는 시험기관에서도 그렇게 시험평가를 하는 것을 보면서, 뭐라고 Comment를 해야 할지 난감할 때가 종종 있었습니다.