X선 프렉토그래피기법을 이용한 금속복합재료의 피로손상 해석에 관한 연구

A Study on the Evaluation Technique of Damage of Metal Matrix Composite Using X-Ray Fractography Method

본 연구에서는 비파괴방법중 대단히 효과적인 방법이라 할 수 있는 X선 프렉토그래피 방법을 이용하여 파괴역학적 파라메타인 ${\Delta}K$, $K_{max}$의 정량적인 평가의 가능성에 대하여 검토하였다. 이를 위하여 A12009-15v/o $SiC_w$ 복합재료와 SS41 불림재를 이용하여 피로균열진전시험을 실시하고 그 결과로부터 파면상의 X선 프렉토그래피 파라메타와 파면형성시의 파괴역학적 파라메타를 비교 검토하여 X선 프렉토그래피에 의한 ${\Delta}K$와 $K_{max}$의 평가 방법에 대하여 연구하였다. 또한, 정적하중부하에 의한 소성변형률의 비파괴적 평가법에 대하여도 검토하였다. 이를 위하여 인장시험으로 소성변형을 부하한 후, X선 프렉토그래피 파라메타를 이용하여 부하된 소성변형량의 비파괴평가법에 대하여 검토하였다. 그 결과 피로파괴시의 부하된 $K_{max}$와 피로손상 정도를 X선 프렉토그래피에 의하여 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하였다.

It is attempted to verify the Quantitative relationship between fracture mechanical parameters (${\Delta}K$, $K_{max}$) and X-ray parameters (residual stress, half-value breadth) of A12009-15v/o $SiC_w$ composite, and normalized SS41 steel. In this study, fatigue crack propagation test were carried out and X-ray diffraction was applied to fatigue fractured surface in order to investigate the change of residual stress and half-value breadth on fatigue fractured surface. And it is loaded prestrain to each tensile specimen, A12009-15v/o $SiC_w$ composite(0.3, 0.5, 1, 1.5, 2%) and normalized SS41 steel(0.63, 2.25, 7.50, 13.7, 20%), for investigating plastic strain rate using nondestructive measurement method. X-ray diffraction was applied to the prestrained tensile specimens in order to measure the change of residual stress and half-value breadth.