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Cu와 Cu-Zn 합금의 저주기피로 동안 발달한 미세조직 평가를 위한 비파괴기술
김정석(Chungseok Kim),장경영(Kyung-Young Jhang),현창용(Changyoung Hyun) 한국비파괴검사학회 2011 한국비파괴검사학회지 Vol.31 No.1
본 연구에서는 Cu와 Cu-Zn 합금의 저주기 피로 동안 발달한 전위 하부조직의 변화를 비파괴적으로 구분하고 평가하고자 하였다. 비파괴시험으로 초음파속도, 전기비저항 그리고 양성자소멸시간을 측정하였다. 서로 다른 적층결함 에너지를 갖는 Cu와 Cu-Zn에 대해 반복피로시험을 수행하고 이들 재료에서의 전위거동과 비파괴평가 파라미터와의 상관성을 연구하였다. Cu는 전위셀 하부구조를 형성하였지만, Cu-Zn 합금은 피로 사이클에 따라서 전위밀도는 증가하고 단지 평면배열의 전위구조를 형성하였다. 상온에서의 반복적인 피로에 의해 발달한 격자결함인 전위와 공공으로 인해 초음파속도의 감소, 전기비저항의 증가 그리고 양성자 소멸시간이 증가하였다. 비파괴평가파라미터의 지속적인 변화를 보이는 평면배열의 전위구조를 갖는 Cu-Zn에서와 달리, Cu에서는 전위셀구조가 발달하면서 더 이상의 큰 변화를 보이지 않았다. The object of this study is to evaluate and discriminate nondestructively the dislocation substructures of Cu and Cu-Zn alloy subjected to the low-cycle-fatigue. The ultrasonic wave velocity, electrical resistivity and positron annhilation lifetime(PAL) were measured to the nondestructive testing. Cyclic fatigue test of Cu and Cu-Zn alloy with much different stacking fault energies was conducted and the correlations between dislocation behavior and nondestructive parameters were studied. Dislocation cell substructure was developed in Cu, while planar array of dislocation structure was developed in Cu-35Zn alloy only increasing dislocation density with fatigue cycles. Decrease in ultrasonic wave velocity, increase in electrical resistivity and PAL were shown because of the development of lattice defects, dislocations and vacancies, by cyclic fatigue at room temperature. In contrast to Cu-Zn alloy of the planar-array dislocation substructure showing continuous changes in the nondestructive parameters, it does not make any noticeable changes in the nondestructive parameters after the evolution of dislocation cell substructure in Cu.
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Chungseok Kim(김정석),Seunghoon Nahm(남승훈),Changyoung Hyun(현창용) 한국비파괴검사학회 2010 한국비파괴검사학회지 Vol.30 No.5
본 연구에서는 전류 4단자 전위차법을 이용한 전기비저항을 측정하여 반복피로손상을 받은 구리와 구리합금의 미시적 열화를 평가하였다. 서로 매우 다른 적층결함 에너지를 갖는 구리(Cu)와 구리합금(Cu-35Zn)에 대해 반복피로손상을 가하고 이들 재료에서 발달한 전위구조와 전기비저항 간의 관계를 연구하고자 하였다. Cu는 전위셀 하부구조를 형성하였지만, Cu-35Zn 합금은 피로사이클에 따라서 전위밀도는 증가하고 평면배열의 전위구조를 형성하였다. 전기비저항은 두 재료 모두에서 피로변형 초기 단계에서 급격하게 증가하였다. 더욱이, 피로시험 후 구리는 약 7 % 그리고 구리 합금은 약 6.5 % 변하였다. 이러한 일관적인 결과들로부터, 반복적인 피로에 의해 발달한 전위 셀구조는 평면배열의 전위구조보다도 전기비저항에 매우 민감한 것으로 판단된다. In the present study, the microscopic degradation of copper and copper alloy subjected to cyclic deformation has been evaluated by the electrical resistivity measurement using the DC four terminal potential method. The copper (Cu) and copper alloy (Cu-35Zn), whose stacking fault energy is much different each other, were cyclically deformed to investigate the response of the electrical resistivity to different dislocation substructures. Dislocation cell substructure was developed in the Cu, while the planar array of dislocation structure was developed in the Cu-35Zn alloy increasing dislocation density with fatigue cycles. The electrical resistivity increased rapidly in the initial stage of fatigue deformation in both materials. Moreover, after the fatigue test it increased by about 7 % for the Cu and 6.5 % for the Cu-35Zn alloy, respectively. From these consistent results, it may be concluded that the dislocation cell structure responds to the electrical resistivity more sensitively than the planar array dislocation structure evolved during cyclic fatigue.
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