김종필님의 글
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탄소강은 열처리를 통해서 기계적 특성이 좌우된다고 알고 있으며
기술문서에 올라와 있는 "기계구조용 탄소강의 기계적 강도와 피로한도의 표준치" 자료는 매우 잘 참고로 하였습니다.

원초적인 몇가지 질문을 드리고자 합니다.

1 철강회사에서 나온상태(추가 열처리를 하지 않은 상태)에서 SM45C 재질의 기계적 특성(인장강도, 항복강도, 각 모드에서의 피로한도)은 어떻게 됩니까?

2.어플리케이션에 맞게끔 열처리나 도금을 하지 않고 그냥 탄소강을 사용한다면 의미가 있는 것일까요?

3.상기 서두에 언급한 바 있는 자료에 나와 있는 <회전굴곡피로>, <양진인장압축피로>, <양진비틀림 피로>를 간략히 쉽게 설명해 주실 수 있나요?

도움을 주시면 감사하겠습니다.

----------------- [답 변] -------------------
네...
질문에 대한 답을 드리겠습니다. 물론 저의 의견입니다.. 정답은 아닐 수 있습니다.

1. 철강회사에서 나온 상태에 대한 질문
-> 굉장히 애매한 질문입니다. 철강회사에서 나온 상태라 함은 상당히 많은 상태가 있습니다. 열연상태, 냉연상태, 열처리 상태... 등등..

모두 문의하신 값들이 대강 다릅니다. 재료선정시에 또는 구매시에 반드시 확인해야할 사항의 하나가 열처리 상태입니다. 엄밀히 말하자면, 제조(manufacture) 상태이죠.. 따라서 구매하실 때 별 의견을 달지 않으신 상태에서 (저도 가끔 이런 경우를 맞이하게 되는데.. 알고 있으면서 순전히 실수로... 참 난감합니다.) 재료를 구매하셨다면, 아무런 의미가 없는 재료입니다. 철강의 경우는 드뭅니다만, 재료에 따라서는 멜팅을 몇번에 걸쳐서 했는지 즉, Remelting의 여부에 따라서 모든 것이 달라질 수도 있는 것입니다. 물론 다시 균질화부터 열처리 해서 사용해도 무방한 재료도 있습니다... 쩝..

질문에 대한 답은 해드리지 못하지만, 참고가 되셨으면 합니다. 그리고 재료의 일반적인 기계적 특성값은 말 그대로 일반적일 수 밖에 없습니다. 재료 구매시 사양서 등에 명확하게 기입하지 않을 경우 낭패를 볼 수 있습니다.

2. 어플리케이션에 맞게끔 열처리 등을 하지 않고 사용한다면 의미가 ???

--- > 어플리케이션에 맞지 않는다면,,,, 아무리 고급 열처리, 표면처리를 해도 소용이 없죠.. 즉 의미가 없다는 말입니다. 어플리케이션에 맞는 재료가 열처리 등을 필요로 한다면 열처리 등을 해서 사용해야 하며, 열처리 등이 필요 없다면, 그대로 사용하는 것도 의미가 있는 일이지요..

즉, 어플리케이션에 따라서 열처리 여부가 결정되는 것이지, 다르게 결정되어지지는 않습니다. 만약, 경제적인 문제 때문에, 탄소강에 도금을 입혀서 써야 한다면, 반드시 그렇게 해야 하겠지요.. 아니면, 뭐.. 경제적으로 아무런 문제가 되지 않는다면 (이 말은 항상 틀린 말이지만) 뭐.. 스테인레스로 비싸게 만들어도 문제는 되지 않죠... 다시 말해서 어플리케이션에 맞게 설계된 재료라면 그대로 쓰든, 열처리 등을 해서 쓰든 나름의 의미가 있겠죠.. 열처리 할 필요가 없는 어플이라면, 굳이 열처리 해서 쓸 이유는 없는 것이겠구요..

3. 회전굴곡피로
--> 영어로는 로타리 벤딩 테스트입니다. 뭐. 스펠은 알아서 찾아보시구요.. 주로 피로한 (S-N 곡선)을 구하는데 사용되어집니다. 한쪽 끝은 모터로 팍 돌리니깐 무지 빠르게 돌릴 수 있어서 10의 7승과 같은 싸이클도 금방 끝납니다... 흐흐.. 아주 효과적인 시험방법이죠.. 피로한을 구할 경우에는... 양끝의 한쪽은 모터에 한쪽은 그냥 도는 베어링에 연결하고, 양쪽에 원하는 무게를 달아서 모터로 팍 돌리면 시험편의 중심에 응력이 회전함에 따라서 인장-압축으로 변하죠.. 그렇게 해서 시험합니다.

빠르게 도는 회전축에 무게가 달려 있다면 이 시험과 무지 연관이 많겠죠...


양진인장압축피로
--> 이것은 인장-압축을 반복하는 피로시험입니다. 주로 실험실상에서 많이 사용하는 방법으로 시편의 양쪽을 잡고 시편 길이방향으로 밀었다 땡겼다를 반복하면 인장-압축이 반복되겠죠.. MTS 나 Instron 등의 만능피로시험기를 사용합니다.


양진비틀림피로
--> 이것은 로터리 벤딩시험에서 회전하는 것이 아니라 일정 각도로 왔다 갔다 합니다. 즉, 정회전, 역회전을 반복하지요.. 한쪽 끝을 잡고서 다른 한쪽 끝은 시계방향으로 비틀었다가, 반시계방향으로 비틀었다가 하는 시험입니다.

이와 같이 하중의 작용방향에 따라서 많은 방법이 있습니다만, 이것은 현실에 가깝게 모사하기 위해서 그러는 것입니다.

뭐.. 피로시험이란게 별거인가요..?? 그냥 응력을 반복적으로 가하는 것입니다.

참고가 되셨으면 합니다.

채홍 생각이었습니다.