형상계수

물리화학적 작용 메커니즘

노치에서는 힘선이 모여든다. 응력은 국부적으로 크게 상승한다. 형상계수(αK) = 최대 노치응력 / 공칭응력. 이것은 순수한 기하학적 수치다. 노치 반경, 노치 깊이, 부재 형상에만 의존하고 재질에는 의존하지 않는다. 예: 날카롭게 노치된 축은 형상계수 3에서 5, 매끄러운 축은 형상계수 1.

야금학적 관련성 및 용접 시 위험

용접부는 자연스러운 노치를 만든다: 비드 전이부, 루트 노치, 언더컷, 기공 또는 슬래그 개재물. 높은 형상계수는 국부 응력을 증가시킨다. 항복강도를 초과할 수 있다. 그러면 미세균열이 발생한다. 인성 재질에서는 소성 변형으로 응력이 완화된다. 취성 조직(마르텐사이트)에서는 부재가 즉시 파단된다. 특히 위험: 피로 및 저온 균열.

현장 실무 및 조치 지침

모든 노치에서 형상계수를 줄여라. 비드 전이부를 매끄럽고 노치 없이 연마하라. 언더컷과 급격한 단면 변화를 피하라. 중요한 부위는 침투탐상검사 또는 자분탐상검사로 확인하라. 반복 하중 시: 비드 전이부를 최소 2 mm 반경으로 연마하라. 목표: 형상계수를 1.5 이하로 낮춰라. 이는 수명을 3에서 10배까지 증가시킬 수 있다.