물 분사 피닝(water jet peening)은 항공기와 자동차 산업에서 사용되는 부품의 피로 수명을 향상시키기 위해 표면에서의 압축 잔류 응력을 가해주는 냉간 가공 공정(cold working process)이다. 이 공정에서는 고속의 물방울 입자가 연속적으로 표면에 부딪친다. 이러한 물방울 입자들은 재료의 국소화된 소성변형을 야기하여 표면층을 펼치도록 하는 높은 최대 부하를 만들어낸다. 하중이 제거되면서 탄성 응력을 받은 표면층이 원래의 상태로 회복하려는 경향이 있지만, 탄성과 소성 영역에서의 재료의 연속성은 이것을 허용하지 않게 되고, 결국 표면 토폴로지(topology)의 변경없이 표면층에는 압축 잔류 응력을 만드는 힘으로 제어된 표면처리 효과를 나타낸다.
문제 8). 금속재료에 잔류응력(residual stress)이 존재하게 되는 원인들을 3가지 이상 열거하고
잔류응력이 기계적 특성과 부식특성에 미치는 영향을 설명하시오.
-외력을 제거한 후 재료 내부에 존재하는 응력을 잔류응력이라고 한다. 냉간 가공이나 담금질,용접 등에 의한 불균일
소성변형의 결과 때문에 생긴다. 잔류응력에는 인장 잔류응력과 압축 잔류응력의 두가지가 있다. 일반으로 인장 잔류응력은 표면에 압축 잔류응력이 나타나고, 내부에는 인장 잔류응력을 발생한다.
변태로 인해 생기는 응력은 이와 반대로 표면에는 인장력이 나타나고, 내부에는 압축 잔류응력이 발생한다.
침탄이나 고주파 담금질과 같은 표면 담금질을 하면, 표층에 잔류 압축력이 생긴다.
- 금속재료는 일반적으로 세라믹등에 비해 열전도성이 크고 열팽창계수도 크다. 고온에서
급랭하는 경우 질량효과가 나타난다. 따라서 표면이 먼저 수축하고 중심부가 서서히 냉각되어
표면에는 압축 중심부에는 인장의 잔류응력이 생긴다. 이 때 잔류응력을 열응력이라고 한다.
일반탄소강에서 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하는 경우 FCC->BCC의 동소변태를
이루게 될 때 체적이 팽창한다. 급랭의 경우 불균일을 발생하고 마르텐사이트 경우 표면에는
장력이 중심에는 압축이 생기게 된다.
잔류응력은 소성변형중에 열응력으로 발생하는 것으로 결함생성과 가공중 피로수명을 단축시킨다.
잔류응력 원인: 냉간가공 담금질,용접등에 의한 조직 불균일, 소성변형 결과에 의한 것
잔류응력 영향 : 장시간 상온 방치시 약간의 치수 변화, 특정환경에서의 응력부식균열, 피로 균열 발생
방지법 : 저온 어닐링
Sort peeing 해서 표면에 압축 응력이 남도록하여 피로 강도 개선하는 방법이 있다.
1) 잔류응력은 냉간가공 소성가공 담금질 열처리 용접에 의해 발생한다
2) 잔류응력은 연성재료에 영향을 미치지 않지만 피로나 취성파괴등 국부적인 응력 상태가 파괴를 지배할 경우에는
영향을 미치게 된다
3) 잔류 응력의 제거 방법은 불림이다.
문제 9). 금속현미경으로 금속표면을 관찰하기 위하여 시편을 어떻게 준비하는지 기술하시오. (25점)
1) 재료준비 :시편크기 직경20mm, 높이15mm 마찰열로 인한 과열 방지(물로 냉각)
2) 시험편의 채취
종단면방향 채취1) : 결정입도측정 탈탄층 침탄층 질화층 도금층 열처리 경화층
편석결함 백점흠 기포흠 압연흠등을관찰할 경우
종단면 채취2):비금속개재물 소성가공층의 섬유상 조직 열처리 경화층의 분포 ,,
양방향 채취3):압연 주조성 확인 손상품의파면을 관찰하는경우 ,
부식액
강종
부식액
용도
철강
Nital(질산5㎖+알코올95㎖)
결정입계 부식용 (순철 탄소강 주철)
Picral(피크린산5g+알코올100㎖ )
퍼얼라이트의 부식 (철 열처리강)
피크린산나트륨용액
(피크린산2g+수산화나트륨25g+물 )
페라이트 시멘타이트 검정 판별
비철
질산용액(질산2㎖+물100㎖)
주석(Sn) 합금
염화제2철 용액(염화제2철+염산+물)
구리 황동, 청동
아세트산50㎖+질산50㎖
Ni합금
수산화나트륨용액(20g+물100㎖)
Ai합금
염산용액(염산5㎖+물100㎖)
Zn 합금
왕수(질산1:염산:3), 불화수소산
Au, Pt, 귀금속
문제 10). 노치가 존재하는 경우에 노치가 없는 경우보다 파괴가 잘 일어난다. 그 이유를 체계적으로 기술하시오.()
노치는 형상에 따라 아이조드식, 샤르피식 2가지이다
노치의 반지름이 작을수록 응력이 집중되고 빨리 파단되고 흡수에너지도 작다
노치의 효과가 깊을수록 충격흡수 에너지는 감소된다.
재료의 인성이 클수록 노치부위 형상의 영향은 적어진다 그이유는 인성이 클수록 변형량이 크므로 가공경화도 크고, 응력집중에 의한 균열도 취성재료 보다 빨리 발생하기 때문이다.
구분
시편
공식
아이조드
1,2호
I = [kg-m/cm2)
외팔보 원리
샤르피
3,4,5호
I =E[kg-m]
단순보 원리
에너지 충격값 :E = wr(cosβ -cos α) [kgf/m]
충격값 U = [kg-m/cm2)
W: 해머중량, R: 추의 아암길이, α:추의 처음각도 , β:파단후의 각도
문제11). 비금속 개재물 시험중 현미경 시험법에 대하여 설명하시오. (20점)
비금속개재물을 판별하는 방법을 기술하시오(20점)
KS에 의한 방법 :
(1) 20x20 의 모눈 격자선을 eye piece 에 넣고 400배 배율로 무작위로 검사한다
B계 개재물(Al계):가공방향으로 집단을 이루며 길게 늘어선 입상의 불연속개재물리 뭉쳐 줄이은 것.
C 계 개재물(각종비금속) : 가공에 따른 점성 변형이 없고 불규칙하게 분포된 입상의 개재물
강의 개재물이 기계적 성질에 미치는 영향은 타이타닉 침몰사고를 예를 들어보면 다음과 같다.
평로법의 염기성법으로 백운석 마그네시아 등의 여기성 내화재를 사용하여 제강하였으면 충분히 S,P를 제거하여
FeS Fe3P 등의 개재물이 감소되었을것인데 ,
평로법의 산성법으로 규사를 내화재로 사용하여제강하였음으로 P,S를 제거하지 못하여 FeS Fe3P 등의 개재물로 존재하여 취성의 원인이 되었고 불순물의 영향은 용융온도를 낯추고 연성-취성 전위온도를 높게하여 저온에서 파괴의 원인이
되었다.
연성-취성파괴의 천이온도를 감소키는 역할을 하여 -2도에서 빙판과의 약한 충격에서도 파손되었음.
타이타닉호는 용접 구조물이 아니라 리벳에 의해 체결된 선체를 지니고 있었고 이러한 타이타닉호에는 약 300만개의 리벳이 사용되었다 한다. 이들 리벳 중 2개를 수거해 조사한 결과 이 두 개의 리벳에는 슬래그가 다량 함유되어 있는 것으로 확인되었고 이러한 슬래그가 혼합된 리벳에 충격이 가해진 경우 충격을 흡수하지 못하고 쉽게 끊어졌을 것으로 생각할 수 있음.
문제13). 비파괴 검사법의 종류와 각각의 검사방법 및 특성을 설명하시오(25점)
방사선 검사RT) :
방사선(X선 r선)물질을 투과하는 성질을 이용해서 X-선 필름상의 농도차에 의해서 강재내부의 결함등을
필름을 감광시켜서 현상된 필림으로 내부결함을 판정하는 검사
결함대상 : 주로 내부결함
체적결함 :Blowhole 용입불량등
면상결함 :용이불량 융합불량등
장점 : 재질 결정구조에 영향을 받지않음. 표면층 결함 검출가증, 결함의 종류 추정, 기록성이 좋음.
모든재질에 적용할 수 있다, 검사결과 필름으로 영구히 보존할 수 있다.
단점 : 마이크로기공 터짐, 기공등은 검출곤란
비검사체에 접근할수 없음, 면상결함과 조사방향 과 결함면이 평행 이어야함.
비교적 비용이 비싸고 현상시간이 필요
촬영방법
1) 결함을 정확히 판정하도록 깨끗이 다듬질 한다
2) 투과사진에는 최소한 검사대상 및 촬영위치 식별기호가 동시에 촬영되도록하고 투과사진과 촬영개소의 관련이
명백하여야 한다
3) 탐상절차 표면처리 → 필름부착 →방사선투과 →필름현상 →판독
초음파검사(UT)
초음파를 제품에 투과시켜 결함부에서 반사되어 돌아오는 펄스를 증폭시켜서 결함을 확인하는 방법
조사방법은 펄스를 이용한 수직법(두께 측정) 과 사각법을 사용해 결함과 균열의 존재유뮤를 확인하여
유동응력 곡선은 증가하고 이에 따라 천이온도도 증가한다. 그러나 결정립이 미세할수록 유동력 곡선이
낮은쪽으로 이동하여 천이온도를 감소시킨다.
천이온도를 측정하기 위한 방법으로 충격시험(샤르피)이 이용되며
연성-취성전이 거동을 나타내는 합금 구조물은
전이온도 이상에서 사용하여야 취성파손 및 대형파손을 막을 수 있음.
예 : 대형선박의 취성파괴 : 적절한 연성재료로 제작하였으나 4oC에서 발생하였음.
Al, Cu 합금같이 BCC, HCP합금=전이현상이 나타남.
세라믹재료는 약 1000oC이상 높은 온도에서 전이현상이 발생함.
연성취성 천이온도는 타이타닉 침몰사건의 예를 들수 있다.
금속재료가 얼마나 중요한 영향이 있는가를 사고의 사례를 들면 타이타닉 침몰 사고를 생각할수 있다.
타이타닉을 보면 종합적인 금속재료의 문제점이 도출하였다.
1) 제강공정의 영향
2) 강재중의 성분의 영향.
3) 연성 천이 온도점의 영향.
4) 비금속 개재물의 영향.
타이타닉(Titanic)의 선체(hull)에서 수거한 선체의 일부 강철 조각의 화학적 조성을 분석한 결과 질소의
함유량이 매우 적고(0.0035%) 상대적으로 높은 인(P)의 함유량(0.045%)과 황(S)의 함유량(0.069%)이
나타났습니다. 강중에 함유된 성분이 타이타닉호의 침몰의 원인을 밝혀줄 중요한 단서이다.
우선 질소의 함유량이 매우 적은 것으로 보아 1856년경에 등장한 대량생산법인 전로법의 베세머법(Bessemer Porcess)에의해 제조된 강이 아니고 그당시 영국의 대부분의 제강공장에서 사용되던 평로(open hearth process) 제강법으로 제조되었음을 알 수 있습니다. 전로법은 공기를 산화제로 사용하여 그 발생열로 제강하는 방법으로써 연료가 불필요하여 염가로 대량생산할 수 있는 반면 강중에 질소, 산소, 인등의 불순물 등이 다량 함유되는 단점이 있습니다.
그러나 타이타닉호의 선체는 많은 강철이 들어감에도 불구하고 대량생산법인 베세머법 대신 평로법을 택했던 것입니다. 그당시에는 최고의 방법으로 제강한 철강을 사용했던 것입니다.
평로법은 크게 염기성법과 산성법이 있습니다. 염기성법의 경우 돌로마이트나 마그네시아등의 염기성 내화재를 사용함으로써 제강시 인과 황을 제거할 수 있지만, 타이타닉호의 선체는 인과 황이 제거되지 않은 강을 사용한 것으로 보아 규사를 주성분으로 하는 산성 내화재를 라이닝재료로 선택한 "산성법"을 채택한 평로법임을 알 수 있습니다. 정확하지는 않지만 그당시 염기성 평로법은 일반적이지 않았던 것 같습니다. 영국의 제강회사의 약 2/3가 산성 평로법을 사용했다는 말이 있습니다.
그렇기 때문에 타이타닉의 선체를 이루는 강철은 질소의 함유량은 적은 대신 인과 황의 함유량은 상대적으로 높았던 것입니다.
다음은 밝혀진 사실로 상대적으로 다소 높은 산소의 함유량(0.013%)을 들수 있습니다. 산소의 함유량과 실리콘의 함유량은 다음과 같은 정보를 보여줍니다.
보통 선철중에는 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S)등의 불순물등이 함유되어 융점이 낮고 유동성이 좋아 주조성은 우수하지만 가단성이 없어 사용범위가 제한됩니다. 따라서 이러한 불순물을 산화제거 시켜서 가단성을 부여하는 공정이 제강 공정입니다. 제선 과정은 산화철을 "환원"시켜 선철로 환원제련하는 공정인 반면 제강공정은 선철중의 불순물을 "산화"제거시키는 산화정련공정입니다. 이 공정중에 산소가 포함되어 FeO의 형태로 존재하게 되는데 용강중에 존재하는 산소의 양은 Al이나 페로실리콘등의 탈산제를 첨가하여 제거하게 됩니다.
이러한 탈산의 정도에 따라 림드강, 세미킬드강, 킬드강으로 분류합니다. 이중 림드강은 페로망간으로 가볍게 탈산시킨 기포나 편석이 많은 강이며 , 킬드강은 노내에서 강탈산제인 페로실리콘이나 알루미늄을 사용하여 충분히 탈산시키므로 강괴의 기포나 편석은 없는 대신 표면에 헤어크랙이 발생할수 있습니다. 세미킬드강은 중간정도로 탈산시킨 강입니다.
타이타닉의 선체에 남겨진 산소의 양과 실리콘의 양은 어느정도 탈산공정을 거친 강인지를 판단 할 수 있습니다. 분석결과 상대적으로 높은 산소함유량과 적은 실리콘의 함유량으로 세미킬드강임을 알수 있습니다. 또한 탄소의 함유량이 0.21%정도이므로 대체적으로 세미킬드 강괴로부터 제조된 선체임을 알수 있습니다.
자, 이제 정리해 봅시다. 타이타닉의 선체는 산성 평로법으로 제조되고 탈산정도는 중간정도인 세미킬드강입니다. 탈산제로는 페로실리콘을 사용했고 탄소의 �유량은 0.21%입니다. 산성법으로 제조되었으므로 상대적으로 많은 황과 인을 함유하고 있다는 것을 알 수 있습니다.
다소 많은 인(P)과 황(S)이 타이타닉호의 침몰에 어떤 영향을 미쳤을 까요? 이제 파괴의 원인의 핵심이되는 망간(Mn), 인(P), 황(S)에 대하여 고찰해 봅시다.
망간(Mn)의 경우 상대적으로 적게(0.47%)포함되어 있었습니다. 이는 탈산제로 망간을 사용하지 않았다는 것을 알수 있습니다. 보통 강중에는 망간(Mn)이 보통 0.2~0.8%정도 함유되어 있습니다. 망간(Mn)은 연신율을 감소시키지 않고 인장강도를 증가시키는 역할을 하며 황(S)과 결합하여 MnS가 되어 슬래그속에 들어가 제거되므로 황(S)의 해를 방지해 주는 역할을 합니다. 제거되지 않은 잔류 MnS의 경우 선체제조를 위한 소성가공시 가공방향으로 길게 연신되는 성질이 있습니다. 연신된 MnS가 기계적 성질에 좋지 않은 영향을 줄 것이라는 것은 쉽게 예상할 수 있습니다.
인(P)의 경우 대략 0.045%포함되어 있었습니다. 인(P)은 Fe의 일부와 결합하여 Fe3
P를 형성하고 입자의 조대화를 촉진하고 경도, 인장강도를 증가시키는 반면 연신율을 감소시키는 특성이 있습니다. 상온에 있어서 충격치를 저하시키는 상온취성(cold shortness)의 원인이 됩니다. 왜냐하면 인(P)은 편석되기 쉬운 원소로서 Fe3
P도 소성가공에 의해 길이방향으로 늘어나서 충격치를 감소시키는 역할을 하며 파열의 중심이 됩니다. 보통 인(P)은 주강에서는 0.03%이하로 억제하는 것이 보통입니다.
지금까지 고찰한 Fe3
P와 MnS는 같이 집합하여 강의 파괴의 원인이 되는데 이를 "ghost line"이라 합니다. 타이타닉의 파괴의 원인으로 위의 다량으로 함유된 두원소는 중요한 역할을 했던 것입니다.
이제 가장 중요한 황(S)을 검토해 봅시다. 황(S)의 경우 약 0.069%포함되어 있었습니다. 황(S)은 우선 Mn과 결합하여 MnS를 이루어 슬래그로 제거되나 남는 황의 경우 강중에서 FeS를 만들고 입계에서 망상으로 분포하여 인장강도, 연신율, 충격치를 크게 감소시킵니다.
FeS는 융점이 낮으므로 고온에서 약하고 가공시 파괴의 원인이 되며 고온취성(Hot shortness)의 원인이 되는 원소입니다. 특히 연성피괴에서 취성파괴로 전이되는 천이온도를 인(P)과 함께 높이는 역할을 합니다.
천이온도를 높이는 것은 어떤 문제를 가져왔을까요? 이는 냉장고에서 딱딱하게 얼은 "엿"과 상온의 물렁물렁한 "엿"을 생각하시면 됩니다. 딱딱하게 얼은 "엿"의 경우 조그마한 충격에도 쉽게 깨지지만 물렁한 "엿"은 늘어나면서 충격에너지를 흡수합니다. 이때 딱딱하게 얼은 "엿"을 취성이 크다고 하고 물렁한 "엿"을 연성이 크다고 합니다. 엿의 어는 점이 연성에서 취성으로 전이되는 "천이온도"가 됩니다.
타이타닉호의 선체의 일부조각을 떼어 온도에따라 샤르피 충격실험을 한 결과 연성에서 취성으로의 천이온도(ductile-brittle transition temperature)가 32℃~56℃로 비슷한 화학적 성분을 지닌 ASTM A36시편의 천이온인 -27℃와 비교하여 크게 높았다는 사실을 발견했습니다. 그러므로 파괴되기까지 흡수한 에너지를 비교하면 -2℃에서 ASTM A36의 약 1/10수준이었습니다.
빙하와 충돌시 해수의 수온이 -2℃였으므로 타이타닉호의 선체는 충돌시 에너지를 흡수하기에는 이미 너무 딱딱하게 얼은 "엿"처럼 취성이 너무 컷던 것입니다. 그러므로 조그마한 충격에도 쉽게 쪼개지는 현상이 발생한 것입니다.
또한 타이타닉호의 선체의 일부에 MnS성분이 제거되지 않고 길이방향으로 신장되어 다량으로 남아 있다는 사실이 발견되었습니다. 이는 완전하게 슬래그 제거가 되지 않은 강을 선체의 재료로 사용했다는 이야기인데, 그당시 제강기술은 완벽한 MnS의 제거가 힘들었을지도 모릅니다. 결과적으로 MnS의 경우도 파괴의 핵으로 작용했을 확률이 컷다는 것입니다.
슬래그의 제거가 거의 이루어지지 않았다는 사실은 다음의 사실로도 알수 있습니다.
타이타닉호는 용접 구조물이 아니라 리벳에 의해 체결된 선체를 지니고 있었습니다. 이러한 타이타닉호에는 약 300만개의 리벳이 사용되었다고 합니다. 이들 리벳 중 2개를 수거해 조사한 결과 이 두 개의 리벳에는 슬래그가 다량 함유되어 있는 것으로 들어났습니다. 이러한 슬래그가 혼합된 리벳에 충격이 가해진 경우 충격을 흡수하지 못하고 쉽게 끊어졌을 것으로 생각할 수 있습니다.
아울러 리벳체결에 의한 선체제조는 다음과 같은 문제점을 가지고 있습니다. 리벳을 체결하기 위해 선체에 드릴링에 의한 구멍 가공시, 선체에 발생한 미세크랙(micro crack)과 버(burr)가 완벽하게 제거되지 않아 선체가 빙산과 충돌시 대규모 파괴의 원인(응력집중)으로 작용한 것으로 예측되기도 합니다. 그당시 용접 구조물로 배를 건조하지 않은 사실이 또 하나의 파괴의 원인으로 작용한 것입니다.
자, 이제 타이타닉호의 침몰의 원인이 단순히 빙산과 충돌에 의한 것만은 아님을 아셨을 것입니다. 타이타닉의 침몰의 경우 완벽한 설계기술을 자랑했지만 그당시의 제강기술의 한계와 파괴역학적인 설계개념의 미비로 인하여 발생한 종합적인 재앙이었던 것입니다.
소성 영역1( ac 구역) 1) RA(수축율)가 증가함도 불구하고 인장강도 증가이유는 가공경화 때문이다
소성영역2 ( cd 구역)
1)ｃ점 : 단면적 감소로 인한 응력 지탱 능력이 가공경화로 충분하지 못해 국부적으로 수축 네킹 현상이 발생함
2) 네킹부의 변형이 집중되는 불균일 변형이 일어나 지탱 능력이 감소하여 d 점에서 파단된다.
문제17). 연성파면과 취성파면의 특징을 설명하고, 생성원인을 기술하시오. (20점)
연성파면 취성 파면의 특징
연성파괴
(Dimple 원인)
시험편에 하중을 가하면 탄성한도를 지나 소성 변형을 충분히 진행시킨후 단면
수축현상을 일으키며 파단점에서 파단되며 Cup and cone 현상으로 나타난다
이 과정에서 많은 에너지를 흡수함. 균열은 대체적으로 천천히 진행됨.
안정된 균열로 계속 전파되기 위해서는 작용응력의 증가가 요구됨.
파단면의 양상 - 섬유질 모양의 파단면을 형성함.
저탄소강의 연성파면 파단은 금속내의 불순물, 개재물 공극으로부터 시작된다.
취성파괴
(벽계파면 원인)
시험편에 하중을 가하면 탄성한도를 지나 소성 변형이 없고 단면의 변화없이
파단되며 파단면은 입자가 거칠고 결정립형태의 조직(texture)이 나타나며 반짝거림.
일부 열처리한 재료는 미세하다 취성파괴는 결정립을 가로질러 파괴가 일어난다.
소성변형이 거의 일어나지 않은 상태에서 파괴되며 흡수에너지의 양은 매우 적음.
불안정한 균열임.(얼음, 돌, 세라믹 등).
연성파면 진행 순서
연성파괴가 취성파괴에 비하여 유익한 이유
취성파괴는 어떠한 징후 없이 급작스럽게 일어남. 빠르고 연속적으로 균열이 진행됨.
문제 18) 취성파괴의 주요 특징인 강무의 와 벽개혀 그리고 연성파괴의 주요특징인 딤플 조직 생성과정을 설명하시오
딤플조직 생성과정 : 연성파괴
파단부근에서 현저한 늘어남 현상이 생기면서 파괴가 일어나는 경우가 연성파괴라 한다.
파괴기구적으로는 슬립면에서의 활주나 또는 미소공동의 합체(合體)에 의한 것이다. 단, 이와 같은 기구에
의한 것이라 해도 외관적으로는 소성변형을 거의 일으키지 않는 경우도 있는데, 이것은 연성파괴라고 할 수는 없다. 거시적인 전형적 연성파괴형식은 그림과 같이 나타나고 cup and cone 파괴, 전단파괴, 점상(點狀)파괴(끌의 刃先狀파괴)등으로 분류한다. 미소(微小)공동(空洞)의 합체기구에 의한 연성파면에는 미시적인 다수의 웅덩이가 형성되는데 이것을 딤플이라 한다.(그림 2 참조)
딤플은 입내파괴, 입계파괴를 불문하고 나타난다. 그 크기는 point의 핵(核)이 되는 석출물이나 개재물간의 거리에 의해서 결정된다. 딤플의 깊이는 매트릭스 (기지;基地)의 연성에 의존한다. 또, 딤플의 형상은 거시적 파면에 대한 응력의 작용 방식에 의해서 변화된다. v파면에 대한 수직방향의 균일한 인장응력이 작용할 때에는 등측딤플, 전단응력이나 잡아째는(tear)듯한 응력이 작용 할 때에는 신장(伸長)딤플이 형성된다.
큰 딤플의 표면등에 나타난 슬립, 사행(蛇行) 슬립이 늘어난 듯한 리플이라 불리 우는 잔잔한 파상(波狀)모양, 다시 이것이 신장되며 늘어져서 평활화 한 스트레칭 된 것들이 연성파면의 미시적(微視的)인 특징이다. point의 핵(核)이 되는 석출물이나 개재물이 존재하지 않은 순금속의 파면에는 이와 같은 모양이 보인다.
그림 2. 딤플형상
b) 취성파괴
파단면 부근에 소성변형이 거의 일어나지 않는 파괴를 취성파괴라 한다. 취성파괴는 연성파괴에 비해서 파괴에 드는 비용, 에네르기가 현저히 적다. 통상의 상태로는 연성파괴가 되는 재료에서도 저온(低溫), 노치의 존재, 급속한 변형속도등의 조건에서는 취성파괴가 야기된다. 취성파괴의 파면에는 다음과 같은 특징이 있다.
(ⅰ) 광택(光澤)이 있는 결정상(結晶相) 외관을 나타낸다.
(ⅱ) 파단면은 주응력축에 거의 수직으로 된다.
(ⅲ) herring bone pattern이 나타나는 경우가 있다.
전자현미경에 의하면 다음과 같은 미시적인 특징이 관찰된다.
① cleavage facet
결정립의 벽개면이 파면에 나타나는 것으로 벽개 facet 상(上)에는 이하에 나타난 특징이 형성된다.
② 벽개(劈開)단(段) (cleavage step)
벽개파괴에는 통상 서로 평행한 복수의 면으로 발생하고 있는 균열이 확대 진전하여 합체(合體)를 일으키고, facet를 형성한다. 이때 합체부에 생긴 단(段)을 벽개단(劈開段)이라 한다.
③ river pattern
균열의 진전에 따라서 벽개단의 합체가 촉진되어 벽개단의 수가 감소함과 동시에 단(段)의 높이가 증가해 간다. 이 pattern은 마치 하천의 지류(支流)가 합류(合流)에서 본류(本流)를 형성해 가는 양상(樣相)과 유사하기 때문에 river pattern 이라 불리 운다.
그림 3. 劈開段
그림 4. River pattern
④ 벽개혀 (cleavage tongue)
벽개면 위에 돌출된 설상(舌狀)모양을 벽개혀(cleavage tongue)라 한다. 벽개파괴가 국소적으로 벽개면으로부터 벗어나서 생성한 쌍정(雙晶)의 방향에 따라 짧은 거리로 진전 될 때에 형성 된다.
내력구하는 법 : off set 법: 
(1)에너지 : 흡수에너지의 최대값과 최소값의 평균값 또는 흡수에너지 곡선이 온도에 대해 
탄성영역 : ( oa 구역)
초기변형 : 하중을 받는순간 감소되는 단계 
