응력–변형률·Fe-C 상태도와 재료시험

공칭응력은 원단면적으로 나눈 하중, 공칭변형률은 원표점거리 대비 길이변화다. Fe-C 상태도는 철-탄소계의 온도·조성에 따른 상과 조직영역을 나타낸다. 재료시험은 강도·경도·인성·피로특성 등을 정해진 방법으로 평가한다.

탄성영역에서는 하중을 제거하면 원상태로 돌아가고, 항복 이후에는 영구변형이 남는다. 상태도는 평형 또는 준평형 변화를 설명하며 실제 냉각속도와 합금원소가 조직에 영향을 준다.

공칭응력 σ = F/A₀, 공칭변형률 ε = ΔL/L₀, 선형탄성영역에서 σ = Eε를 사용한다. 단위와 원단면적·원표점거리의 기준을 먼저 확인한다.

인장시험은 항복·인장강도·연신율 등을, 경도시험은 압입 또는 반발저항을, 충격시험은 빠른 하중에서 흡수에너지를 평가한다. 피로시험은 반복응력에 따른 수명을 다룬다.

응력–변형률선도에서 탄성계수는 초기 직선부 기울기다. 상태도 문제는 탄소량과 온도 축을 먼저 확인하고 재료시험은 측정하려는 성질과 연결한다.

Fe-C 상태도만으로 실제 용접 열영향부의 모든 조직을 확정하지 않는다. 시험편 형상·시험속도·온도와 적용 시험표준에 따라 결과가 달라질 수 있다.

• ASTM E8/E8M — 금속재료 인장시험
• ASM International — Iron-Carbon Phase Diagrams