소형펀치시험법을 이용한 알루미늄 6061-T6 Type-3 용기 라이너의 파괴인성 평가

Abstract

Type-3 용기 라이너는 두께가 5 mm일뿐 아니라 곡률을 가지고 있기 때문에 파괴인성시험을 위한 표준형 시편의 제작에 어려움이 있다. 따라서 용기 라이너의 파괴인성을 평가하기 위해서는 소형시편 시험기법이 도입되어야 한다. 본 연구에서는 용기 라이너의 파괴인성을 평가하기 위해 소형펀치(small punch, SP)시험법을 도입하였다. SP 시험으로부터 측정된 하중-변위 곡선 결과에서 라이너 재료는 연성이 소진하여 막신장 영역에서 파손되었다. 라이너 재료는 제작공정 특성에 기인하여 소성변형량이 방향에 따라 다름에도 불구하고 등방성 파괴양상을 보였다. SP시험 데이터를 사용하여 파괴인성을 평가한 결과 J_k=13.0 kJ/m^2 이었다. 이 값은 동종재료의 파괴인성 값과유사하다. 따라서 SP시험 데이터를 사용하여 평가한 파괴인성은 타당하며, 완성된 용기 라이너는 유효한 파괴인성 값을 유지하는 것으로 확인 되었다.