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스테인레스의 특성(10)- 피로 특성

4) 피로 특성

반복 하중동안 다른 재료인 스테인레스 강은 인장시험 중 측정된 인장강도보다 상당히 낮은 응력 수준으로 측정됩니다. 재료가 견딜 수 있는 하중 사이클은 응력 진폭에 따라 달라집니다. 수명, 즉 실패할 주기 수는 특정 진폭에 도달할 때까지 부하 진폭이 감소함에 따라 증가하며, 그 이하에서는 아무런 장애도 발생하지 않습니다.

공기 중 타입 316(hMo)의 오스테나이트계 스텐레스 강에 대한 S-N곡선(웜러 곡선)

공기 중 타입 316(hMo)의 오스테나이트계 스텐레스 강에 대한 S-N곡선(웜러 곡선)

이 스트레스 수준을 피로 한계라고 합니다. 많은 경우 피로 한계가 없지만 응력 진폭은 사이클 수가 증가면 느리게 감소합니다. 이 경우 피로 강도, 즉 고장(사이클 수) 시간에 대한 최대 응력 진폭을 피로 강도하며, 이는 특정 사이클 수와 관련하여 항상 주어집니다.

페라이트오스테나이트 및 오스테나이트 스테인레스 강의 10~10부하 사이클 수명에서 피로 한계(S=하중 진폭)가 있는 Wohler 또는 S-N곡선으로 설명된 피로 특성은 아래 표에 나와 있는 인장강도관련이 있습니다. 피로 한도와 인장 강도 사이의 관계는 하중 유형, 즉 응력비(R)에 따라 달라집니다. 응력비는 하중 사이클(응력이 음으로 정의됨)동안 최대 응력에 대한 최소 응력의 비율입니다.

스텐레스 강의 피로 특성, 인장강도와 피로 강도의 관계

스텐레스 강의 피로 특성, 인장강도와 피로 강도의 관계

피로 강도는 사용 환경에 민감하고 주기 하중 및 부식조건, 부식피로, 일반적으로 피로 강도가 감소합니다. 많은 경우 공기에서 볼 수 있듯이 뚜렷한 피로 한계가 없지만, 부하 사이클 수가 증가하면 피로 강도가 차 낮아집니다. 부식 조건이 보다 공격적이고 하중 빈도가 낮을수록 환경의 영향이 커집니다. 매우 빈번한 부하동안 부식은 거의 일어나지 않고, 재료의 피로 특성은 대부분 수명을 결정합니다.

빈번하지 않은 부하동안 부식 작용이 더욱 두드러지고, 공격적인 환경은 부식 공격을 유발하여 응력 집중로 작용하여 수명을 단축시킵니다. 아래 그림에서 알 수 있는 바와 같이, 낮은 pH, 즉 보다 공격적인 조건은 보다 낮은 피로 강도를 제공합니다. 두 오스테나이트 스테인레스 강을 비교해 보면, 내 부식성이 높은 고 합금강 316L도 부식 피로 강도가 높다는 것을 알 수 있습니다.

일부 스텐레스 강의 피로 강도에 미치는 환경 영향(12), 40도에서의 피로 강도와 100Hz에서의 회전 굽음 응력.다양한 pH에서 공기와 3% NaCl에서 시험

일부 스텐레스 강의 피로 강도에 미치는 환경 영향(12), 40도에서의 피로 강도와 100Hz에서의 회전 굽음 응력.다양한 pH에서 공기와 3% NaCl에서 시험

5) 고온 기계적 특성

다양한 스테인레스 강의 고온 강도는 아래 그림의 항복 강도 및 크리프 파열 강도 곡선으로 설명됩니다.

스텐레스 강의 고온 강도.파선은 매우 높은 합금 및 질소합금 오스테나이트계 강의 일부 항복 응력을 보여줌

스텐레스 강의 고온 강도.파선은 매우 높은 합금 및 질소합금 오스테나이트계 강의 일부 항복 응력을 보여줌

경화 및 템퍼링된 상태의 마르텐사이트 및 마르텐사이트오스테나이트 스테인레스 강은 적당히 상승된 온도에서 높은 온도 강도를 나타냅니다. 그러나 유용한 높은 사용 온도는 과도한 템퍼링 및 취성의 위험으로 제한됩니다. 크리프 강도가 낮습니다. 이러한 유형의 스테인레스 강은 일반적으로 300이상에서는 사용되지 않지만, 고온에서는 특수 등급으로 사용됩니다.

상기 그림에서 넓은 온도 범위의 상승된 온도 강도는 다양한 등급과 열처리로 제공되는 광범위한 강도 수준 때문입니다. 페라이트 스테인레스 강은 500까지 비교적 높은 강도를 가지고 있습니다. 일반적으로 500 이상의 온도에서 결정 요인인 크리프 강도는 낮습니다. 정상적인 최고 사용 온도 한계는 350이상의 온도에서 취성 위험에 의해 설정됩니다. 그러나 고온의 황화 및 산화에 대한 크롬 강의 우수한 내성으로 인해, 크리프 범위에서는 몇 가지 높은 크롬 등급이 사용됩니다. 이 경우 부하가 최소로 유지되도록 특별한 주의가 필요합니다.

페라이트오스테나이트(듀플렉스) 스테인레스 강은 페라이트 강과 동일한 방식으로 작동하지만 강도는 더 높습니다. 크리프 강도가 낮습니다. 고온에서 취성의 위험이 있기 때문에 일반적으로 사용 온도 상한은 350입니다.

대부분 오스테나이트 스테인레스 강은 약 500의 온도 범위에서 다른 유형의 스테인 강보다 강도가 낮습니다. 오스테나이트 스테인리스 강의 가장 높은 고온 강도는 질소 합금강 및 티타늄 또는 니오브를 함유한 강에서 나타납니다. 상기 그림에서 대부분의 일반 오스테나이트 강의 고온강도가 표시된 영역에 속합니다. 점선은 몇 가지 고합금 및 질소 합금 오스테나이트 강의 고온 강도를 나타냅니다.

아래 그림에서 나타난 바와 같이, 크리프 강도의 관점에서, 오스테나이트 스테인 강은 다른 모든 스테인레스 강보다 우수합니다.

오스테나이트 및 페라이트 강에 대한 크리프강도

오스테나이트 및 페라이트 강에 대한 크리프강도

스텐레스판넬 생산

스텐레스판넬 생산

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