Strain hardening (변형률 경화) 쉽게 이해하기

Strain hardening이 뭔데?

먼저 위키피디아가 제공하는 금속(steel)의 응력-변형률 선도(stress-strain curve)를 봅시다.

초반에는 선형탄성거동을 하다가 항복이 발생합니다. 항복은 재료가 더이상 탄성거동을 할 수 없게되는 지점입니다. 원래의 모습으로 돌아가지 않겠다고 항복하는 지점입니다.

강철로된 시편이 하나 있다고 해봅시다. 이 시편에 인장력을 가하여 당겼습니다. 위 그래프와 같은 거동을 할 것입니다. 항복점을 넘어선 뒤에 재료에 가하던 힘을 없앴다고 해봅시다. 어떤 일이 벌어질까요? 이미 항복을 했기 때문에 원래 curve를 따라 제자리로 돌아가지는 않습니다. 아래와 같은 일이 벌어집니다.

원래 상재로 돌아온 재료가힘을 다시 받았을 때, 새로 만들어진 빨간색 curve를 따라 거동합니다. 무엇이 달라진지 보이시나요? 항복점이 높아졌습니다.

항복점이 높아졌다는 것은 재료를 항복시키기 위해 더 많은 힘이 필요하다는 말입니다. 재료가 강해진 것입니다. 이런 현상이 일어나는 이유는 재료의 결정구조가 변하기 때문입니다.

Strain hardening

: 재료에 항복점 이상의 변형이 일어난 뒤, 힘을 제거하면 항복점이 높아지는 현상