피로 줄무늬

물리화학적 작용 메커니즘

균열은 반복 하중에서 단계적으로 성장한다. 균열 선단에서 소성 변형이 교대로 일어난다: 하중을 가하면 균열이 열리고 재료가 소성 변형한다. 하중을 제거하면 균열이 닫힌다. 미세한 골이 남는다. 각 골은 한 번의 하중 사이클에 해당한다. 골은 균열 전파 방향에 수직으로 놓인다. 고배율에서만 보인다.

야금학적 관련성 및 용접 시 위험

용접부에는 노치(용접 토우, 언더컷)가 있다. 이 노치에 응력이 집중된다. 동적 하중(기계, 차량, 교량)에서는 여기서 피로 균열이 시작된다. 파단면의 피로 줄무늬는 보여준다: 부재가 일회성 과부하가 아니라 많은 작은 하중 사이클로 파단되었다는 것을. 위험: 균열이 눈에 띄지 않게 성장하여 남은 단면이 갑자기 파단된다. 피로 줄무늬는 설계 또는 제조 결함의 경고 신호다.

현장 실무 및 조치 지침

피로 줄무늬는 주사전자현미경에서만 식별할 수 있다. 육안으로는 비슷해 보이지만 더 거친 비치 마크가 있다. 피로가 의심되면 실무자는 파단면을 정밀 검사해야 한다. 방지 대책: 용접 토우를 매끄럽게 한다(연마, TIG 리멜팅). 언더컷을 피한다. 응력 집중을 줄인다. 압축 잔류응력을 도입한다(쇼트 피닝). 노치 반경과 표면 거칠기를 관리한다.