Abstract
In this study, tensile tests were performed using standard and notched-bar specimens under two different displacement rates and various temperatures, in order to investigate the effects of the stress and strain concentration at the notched section on the dynamic strain aging (DSA) behavior of carbon steel piping material. In addition, finite element simulations were conducted to evaluate quantitatively the stress and strain states for both types of specimen under uniaxial tensile loading. The results showed that serration and an increase in tensile strength, which are considered to be evidence of DSA in carbon steels, can be observed from tensile tests for notched-bar specimens. It was also found that the temperature region of DSA observed in the notched-bar specimens was higher than the DSA region observed in the standard tensile specimens tested under the same displacement rate. The results of finite element analysis showed that this behavior is associated with the high strain rate at the notched section, which is caused by the stress and strain concentration.
본 연구에서는 탄소강 배관 재료의 동적변형시효 거동에 미치는 노치에 의한 응력과 변형 집중 효과를 파악하기 위해서, 표준 시편과 노치 시편을 이용하여 다양한 온도와 시험 속도에서 인장시험을 수행하였다. 또한, 시편의 형상에 따른 응력과 변형률 상태의 차이를 파악하기 위해서, 각 시편에 대한 유한요소 시뮬레이션을 수행하였다. 노치 시편을 이용한 인장시험 결과에서도 표준 시편에서 관찰된 것과 같은 동적변형시효의 증거인 serration과 인장강도의 증가 현상이 관찰되었다. 동일한 시험 속도에서 인장시험이 수행된 경우에 표준 시편에 비해 노치 시편에서 동적변형시효 현상이 고온에서 나타났다. 유한요소 해석 결과에 의하면 표준 시편에 비해 노치 시편에서 동적변형시효가 고온에서 나타나는 것은 노치부에서 응력과 변형의 집중으로 인한 높은 변형률 속도에 기인하는 것으로 확인되었다.
