손상 모드 식별 차트

고장 난 부품은 설명되기 전에 분류되어야 하며, 그 분류는 파단면과 그 주변의 손상으로부터 판독됩니다. 이 차트는 원문에서 다루는 여섯 가지 손상 모드, 각 모드가 세 가지 검사 수준에서 어떻게 보이는지, 그리고 모든 규모에서 유지되는 취성 및 연성 특징을 제시합니다.

여섯 가지 손상 모드와 각 모드의 판독 방법

순간 모드는 하중이 가해지는 순간 금속을 분리시킵니다. 진행성 모드는 시간이 지남에 따라 부품을 소모하며, 측정 가능한 느린 성장 영역을 남깁니다. 아래의 세 가지 검사 열은 원문에서 사용하는 것이며, 순서가 중요합니다. 부품은 한 번만 절단할 수 있기 때문입니다.

모드	육안 검사, 파단면에서 1~50배	주사 전자 현미경, 20~10,000배	단면, 50~1000배
순간 고장 모드
연성 과부하	하중이 가해진 방향으로의 네킹 또는 변형, 무광 섬유상 파단, 가장자리의 전단 립. 부품은 분리되기 전에 눈에 띄게 형상이 변했습니다.	하중 방향으로 elongated된 미세 보이드 또는 딤플. 분기 없는 단일 균열. 표면에 나타나는 슬립 밴드.	파단면 옆의 결정립 변형 및 흐름, 불규칙한 입내 경로. 단면은 금속이 찢어지기 전에 얼마나 이동했는지 보여줍니다.
취성 과부하	변형이 거의 또는 전혀 없고, 평평한 파단면, 밝고 거친 결정질 조직. 방사형 마크 또는 쉐브론이 기원을 가리킵니다.	벽개 또는 입계 분리. 기원 영역은 종종 노치, 스탬프 마크 또는 개재물과 같은 결함이나 응력 집중부를 포함합니다.	변형이 거의 없고, 입계 또는 입내 경로. 표면의 노치 또는 단면 내부의 취성 상과 관련될 수 있습니다.
진행성 고장 모드
피로	비치 마크가 있는 평평한 진행 영역, 하중 방향과 일치하는 최종 영역, 여러 기원이 합쳐진 래칫 마크. 거친 영역 옆의 매끄러운 영역은 피로 성장에서 최종 과부하로의 변화를 표시합니다.	진행 영역의 마모되고 평평한 외관, 약 500배 이상의 배율에서 스트라이에이션. 최종 영역은 연성 또는 취성일 수 있습니다.	일반적으로 입내이며 눈에 띄는 변형이 거의 없는 진행 영역. 최종 영역은 연성 또는 취성일 수 있습니다.
부식	일반적 손실, 거칠어짐, 피팅 또는 트렌칭. 응력 부식 및 수소 손상은 부식된 것이 아니라 취성으로 보이는 다중 균열을 생성할 수 있습니다.	불규칙하거나 입계 또는 선택적으로 공격받은 상을 통과하는 경로. 에너지 분산 분광법으로 부식제를 식별할 수 있습니다.	일반적 또는 국부적 표면 공격, 선택적 상 공격, 두께와 형태가 노출을 기록하는 스케일.
입다	파임, 마모, 연마 또는 침식. 응착 또는 긁힘은 운동 방향으로 진행되며, 프레팅 압착된 분말 잔해물이 붙어 있는 거칠어진 영역을 남깁니다.	마모 잔해물과 연마 입자는 형태와 조성으로 특성화할 수 있습니다. 구름 접촉 피로 초기 단계에서는 마모처럼 보입니다.	운동 방향과 일치하는 표면의 국부적 변형, 연마재를 식별하는 매립 입자.
크리프	취성으로 보이는 다중 균열, 반응 스케일을 포함하는 외부 및 내부 균열. 파단은 제한된 치수 변화를 따르며, 손상은 장기간 노출에 걸쳐 축적됩니다.	반응 스케일로 덮인 다중 입계 균열, 다공성을 보일 수 있는 결정립 면.	과열의 전형적인 미세조직 변화, 다중 입계 균열, 결정립 경계의 보이드, 결정립 삼중점의 쐐기형 균열. 마지막 단계에서 일부 냉간 흐름이 나타납니다.

출처: ASM Handbook, Vol. 11, Failure Analysis and Prevention (ASM International), 기사 Determination and Classification of Damage의 손상 모드 식별 차트 및 기사 Overload Failures의 파단 모드 식별 차트. 두 차트는 동일한 모드와 동일한 세 가지 검사 수준을 사용하며, 여기에서 병합되었습니다.

비치 마크와 스트라이에이션은 반복 하중을 증명하며, 그 부재가 반복 하중을 배제하지는 않습니다. 피로 표면은 항상 둘 중 하나를 보여주지 않으므로, 매끄러운 것에서 거친 것으로 전환되는 깨끗하고 평평한 파단면은 여전히 피로 판독이 필요합니다. 개별 마크와 각 마크가 의미하는 바는 파단면 특징 차트.
모드는 결합됩니다. 피로 또는 크리프 균열은 일반적으로 연성 또는 취성 과부하로 끝나며, 최종 분리는 균열이 왜 시작되었는지가 아니라 부품이 어떻게 파손되었는지를 알려줍니다. 비율이 증거이므로, 느린 성장과 최종 파단의 상대적 면적이 고장 시점을 결정합니다.
마모와 부식은 같은 방식으로 진행성이며, 분류는 이를 포함합니다. 마모되거나 부식된 단면은 마지막 남은 금속이 과부하될 때까지 순 단면을 잃기 때문입니다. 그 최종 과부하는 결과이므로, 이를 원인으로 기록하면 발견이 뒤바뀝니다.

각 모드 뒤에 일반적으로 있는 것

모드는 메커니즘 목록을 좁히고 남은 것을 순위화합니다. 아래 두 번째 열은 모드가 가리키는 메커니즘이며, 세 번째는 분석가가 이를 확인하기 위해 점검하는 것입니다.

모드	일반적으로 그 뒤에 있는 것	분석가가 점검하는 것
연성 과부하	하중이 부품의 강도를 초과했습니다. 고온 및 고응력에서의 단기 파열도 연성 외관을 가지므로, 크리프와 분리되어야 합니다.	합금과 그 가공을 확인하기 위한 경도, 화학 분석 또는 파괴 시험, 그리고 파단이 다른 것의 부차적인 것인지 확인하기 위한 하중 방향.
취성 과부하	하중이 부품의 동적 강도를 초과했습니다. 저온은 동일한 재료를 취성 거동으로 이동시킵니다.	합금 및 가공, 인성 및 결정립 크기, 그리고 하중 방향이 충격 또는 부차적 사건을 가리키는지 여부.
피로	내구 한계 이상의 반복 응력. 사전 기계적 또는 부식 손상이 균열을 시작할 수 있으며, 정렬, 진동 및 균형이 하중을 공급합니다.	강도, 표면 마감, 조립 및 작동. 큰 피로 영역과 작은 최종 영역은 고주기 저응력을 가리키며, 그 반대는 저주기 고응력을 가리킵니다.
부식	공격 형태와 합금은 함께 평가되어야 합니다. 심각도는 어느 한쪽이 아니라 그 조합에 달려 있기 때문입니다.	pH, 온도, 유속 및 용존 산화제, 그리고 노출이 원래 설계에서 가정한 것보다 더 심각해졌는지 여부.
입다	파임(gouging) 및 연마 마모의 경우 연마재의 출처가 해결책을 결정합니다. 윤활제 성능과 실패한 씰 또는 필터가 다른 두 가지 일반적인 원인입니다.	마모된 표면의 경도와 미세조직, 연마재 자체, 그리고 윤활 기록.
크리프	장기간에 걸친 경미한 과열 또는 고온에서의 경미한 과응력. 불안정한 미세조직과 결정립 크기의 약간의 증가는 크리프 속도를 높입니다.	설계 온도에 대한 사용 온도, 합금 사양, 노출 시간. 표면에서 채취한 레플리카의 보이드와 삼중점 균열이 현장에서 이를 판정합니다.

출처: ASM Handbook, Vol. 11, 두 식별 차트의 기여 요인 행.

진행성 모드로 파손될 수 있는 부품은 분리되기 전에 종종 교체되거나 수리될 수 있으며, 이것이 분류가 조사뿐만 아니라 유지보수에도 중요한 이유입니다. 예를 들어 증기 배관은 종방향 심 용접부의 열영향부에서 크리프 보이드에 대해 정해진 간격으로 검사되며, 결정립계에서의 보이드 형성이 조기 경고입니다.
현장 금속조직 검사 및 레플리카, 그리고 침투, 보로스코픽, 초음파 및 방사선 검사는 아직 사용 중인 부품에서 이러한 특성을 찾는 도구입니다. 이미 균열이 발생한 부품은 작업대에서 단면을 통해 동일한 방식으로 판독됩니다.

모든 규모에서의 취성과 연성

취성 및 연성 거동은 재료 자체의 특성이 아니며, 동일한 파단이 한 배율에서는 취성으로, 다른 배율에서는 연성으로 보일 수 있습니다. 아래 표는 설계 계산부터 투과전자현미경까지 관찰 규모에 따라 판독을 고정합니다.

관찰 규모	취성	연성
구조 엔지니어	파손 시 적용 응력이 항복 응력 미만	파손 시 적용 응력이 항복 응력 초과
육안, 1배	네킹 없음, 광택 면, 결정질 및 입상 외관	네킹됨, 섬유상, 목질 외관
거시적 규모, 50배 미만	낮은 단면 수축률, 낮은 연성	중간에서 높은 단면 수축률
주사전자현미경, 100배에서 10,000배	취성 미세과정, 벽개 또는 입계 분리	연성 미세과정, 미세보이드 합체
투과전자현미경, 10,000배 이상	여전히 상당한 국부 소성을 보일 수 있음	전체 단면에 걸친 높은 소성

출처: ASM Handbook, Vol. 11, Overload Failures 기사, Table 2, 관찰 규모에 따른 취성 대 연성 거동의 구별 특성.

규모 표는 두 분석가가 동일한 파단을 다르게 설명할 수 있는 이유를 설명합니다. 설계 계산상 항복 응력 미만에서 파손된 부품도 현미경 아래에서 국부 소성을 보일 수 있으며, 육안으로 네킹된 부품도 내부에 벽개 면을 포함할 수 있습니다.
모든 규모에서 취성으로 보이는 파단은 일반적으로 하중보다는 취화 메커니즘 중 하나를 가리킵니다. 강 취성 유형 페이지 각각의 온도 범위와 강종을 나열합니다.

파단이 아닌 부품 이력부터 시작하십시오

동일한 손상 모드가 여러 단계에서 발생할 수 있으며, 제조 및 사용 기록이 이를 구분합니다. 단계별 원인과 검사 순서는 공구 및 금형 고장 분석 페이지.

사용 전에 균열이 존재했을 때

공구가 처음 작동했을 때 이미 뜨임 색상이나 스케일이 있었던 균열은 담금질 또는 이전 열 사이클에서 비롯된 것이며, 이를 사용 중 파손으로 판독하면 해결책이 잘못된 곳으로 향합니다. 증거는 담금질 균열 페이지.

동일한 모드가 계속 재발할 때

공구 전반에 걸쳐 반복되는 모드는 개별 부품보다는 공정을 가리킵니다. 열균열 네트워크로 나타나는 손상은 열피로 등급에 속하며, 스코어링 또는 재료 전이로 나타나는 손상은 응착 마모 등급 또는 연마 마모 등급.

모드가 경고 없이 파단인 경우

취성 과부하는 공구가 마모되기 전에 수명을 끝내는 모드이며, 일반적으로 마모 해결책보다는 인성 또는 열처리 해결책입니다. 해당 하중 케이스에 선택되는 등급은 균열 저항 페이지.

견적 전 확인 사항

이 차트는 일반 참고용 분류 보조 자료입니다. 특정 파손에 대한 결론은 부품 자체, 제조 기록 및 사용 이력을 기반으로 합니다. 등급이나 공정을 변경하기 전에 금속조직 검사로 결과를 확인하십시오.

실제로 파단면은 세 가지 수준에서 판독되며, 한 수준의 단일 사진은 오해를 일으킬 수 있습니다. 시편, 기록 및 판독값을 함께 보관하십시오.