Fatigue and Cyclic Deformation Behavior with the Unreinforced Matrix Alloy and AI/ Al2O3 Metal Matrix Composites
J.I.Song
기지금속과 Al2O3/Al 금속복합재료의 피로 및 주기적 변형거동
송정일(창원대학교 기계공학과)
Abstract
본 연구는 단섬유보강 금속복합재료의 피로 및 주기적 거동에 관한 연구로서, 가압용침법을 이용하여 제조된 A16061 과 이를 기지금속으로 사용한 단섬유보강 Al/Al2O3-15% 복합재료의 주기적변형 (cyclic deformation)과 피로거동(fatigue behavior) 에 대해서 실험적으로 고찰하였다. Al/Al2O3 복합재료의 피로강도는 210MPa로 나타났고 기지금속은 l70MPa로 나타났다. 영구소성변형에 의한 합변위는 피로수명 초기 5% 이 내 에 서 대부분 발생하며 파단시의 합변위는 복합재료와 기지금속 모두 축적된 소성변형으로 인하여 인장시험에서의 연신율에 비해 작은값을 가진다. 금속복합재료의 주기적 변위는 보강재가 전위 전파의 저지역할을 함으로써 기지금속에 비하여 다소 감소하는 것으로 나타났다. 파변관찰결과 기지금속의 경우 금속복합재료에 비해 전체 시험편 단변에서 넓은 영역에서 균열전파 형태를 관찰할 수 있었으며, 또한 금속복합재료의 파변에서는 연속적인 피로하중에 의한 기지금속과 보강재간의 분리(debonding)등의 결과로 보강재가 뽑혀나간 흔적이 관찰되고 있다.
본 연구는 단섬유보강 금속복합재료의 피로 및 주기적 거동에 관한 연구로서, 가압용침법을 이용하여 제조된 A16061 과 이를 기지금속으로 사용한 단섬유보강 Al/Al2O3-15% 복합재료의 주기적변형 (cyclic deformation)과 피로거동(fatigue behavior) 에 대해서 실험적으로 고찰하였다. Al/Al2O3 복합재료의 피로강도는 210MPa로 나타났고 기지금속은 l70MPa로 나타났다. 영구소성변형에 의한 합변위는 피로수명 초기 5% 이 내 에 서 대부분 발생하며 파단시의 합변위는 복합재료와 기지금속 모두 축적된 소성변형으로 인하여 인장시험에서의 연신율에 비해 작은값을 가진다. 금속복합재료의 주기적 변위는 보강재가 전위 전파의 저지역할을 함으로써 기지금속에 비하여 다소 감소하는 것으로 나타났다. 파변관찰결과 기지금속의 경우 금속복합재료에 비해 전체 시험편 단변에서 넓은 영역에서 균열전파 형태를 관찰할 수 있었으며, 또한 금속복합재료의 파변에서는 연속적인 피로하중에 의한 기지금속과 보강재간의 분리(debonding)등의 결과로 보강재가 뽑혀나간 흔적이 관찰되고 있다.