fracture mechanics toughness tests ic, critical ctod and

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www.randb.co.kr, [email protected] BS 7448: Part 2: 1997 Fracture mechanics toughness tests Part 2: Method for determination of K Ic , critical CTOD and critical J values of Welds in metallic materials R&B Inc. 편집자 한글 본은 R&B Inc. 내부재료로 일부 용어는 표준용어가 아닐 있고 해석이 자의적일 있음을 고지합니다 전문용어는 이해가 쉬운 경우 원래 영어단어 사용을 원칙으로 합니다. 일부 회사가 자신들의 재료처럼 가공하여 사용하는 경우가 있어 아래와 같이 법적 책임을 밝혀둡니다. 자료는 R&B Inc. 지적재산권으로 무단사용 /형사상의 책임이 따를 있습니다.

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BS 7448: Part 2: 1997 Fracture mechanics toughness tests Part 2: Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of Welds in metallic materials

R&B Inc. 편집자 주

▪ 본 한글 본은 R&B Inc. 내부재료로 일부 용어는 표준용어가 아닐 수 있고 해석이 자의적일 수 있음을 고지합니다

▪ 전문용어는 이해가 쉬운 경우 원래 영어단어 사용을 원칙으로 합니다.

▪ 일부 회사가 자신들의 재료처럼 가공하여 사용하는 경우가 있어 아래와 같이 법적 책임을 밝혀둡니다.

▪ 본 자료는 R&B Inc. 지적재산권으로 무단사용 시 민/형사상의 책임이 따를 수 있습니다.

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BS 7448: Part 2: 1997 Fracture mechanics toughness tests Contents Page 1 Scope 2 References 3 Definitions 4 Symbols and designations 5 Principle 6 Choice of specimen design, orientation and notch location 7 Pre-machining metallography 8 Machining 9 Specimen preparation 10 Test procedure for KIc, CTOD (or d) and J tests 11 Post-test metallography 12 Post-test analysis 13 Test report Annexes A (informative) Example notch locations B (informative) Example of pre-test metallography C (informative) Example of post-test metallography D (informative) Residual stress modification and precracking technique E (normative) Assessment of Pop-in Figures 1 Test method flow chart for BS 7448: Part 2 2 Crack plane orientation code for Welded fracture toughness specimens (defined relative to Weld direction) 3 Proportional dimensions and tolerances for rectangular section bend specimens and square section bend specimens 4 Acceptable tolerances for misalignment, distortion and curvature in single edge notch bend specimens 5 Method for straightening bend specimen blanks 6 Notch placement procedure using construction lines in a through thickness notched specimen 7 Notch placement procedure in a surface notched specimen 8 Post-test sectioning procedure to identify microstructure at fatigue crack in a through-thickness notched specimen 9 Post-test sectioning of a surface notched specimen 10 Measurement of s in an SM surface notched specimen 11 Definition of h and 2h in double and single sided Welds A.1 Examples of Weld positional (WP) notch locations A.2 Examples of specific microstructure notch locations B.1 HAZ adjacent to columnar Weld metal for idealized notch line on macro-section B.2 Microstructural map of HAZ adjacent to columnar Weld metal C.1 Post-test microstructural map at the crack tip of a specimen notched into the HAZ in a carbon manganese steel D.1 Alternative local compression treatments E.1 Measurement of Dapop E.2 Post-test sectioning procedure for identifying fracture initiation microstructure in a through-thickness notched specimen E.3 Post-test sectioning for identifying fracture initiation microstructure in a surface notched specimen E.4 Measurement of d1 (along crack front) and d2 (not along crack front) microstructure in section taken from through-thickness notched

specimens (slice B in figure E.2) E.5 Measurement of microstructure d1 and Dapop in section taken from a surface notched specimen, see figure E.3 (example given for HAZ)

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1 범위

용접부(즉, 용접금속 또는 HAZ를 시험하는 시편)에서 준비된 시편에 적용할 수 있는 Notch 배치에 대한 시편

설계, 준비, 시험 후 검증 방법을 규정.

이 방법은 파괴인성 시험의 모든 측면을 다루고 이 문서와 함께 사용하는 BS 7448: Part 1과 4를 보완.

이 방법은 용접 후 Notch 피로 Precrack시편을 용접의 지정된 목표 영역에 사용.

사용할 대상 영역 및 Notch 방향은 사용자가 지정. 시편은 준 정적 하중 하에서 변위제어 및 초기 탄성변형

동안 Stress Intensity Factor의 일정한 증가 속도 0.5 ~ 3.0MPa.m0.5

s-1

범위 내에서 시험.

용접금속 또는 HAZ 중 하나인 목표 영역 내에서 Notch 배치를 위한 용접 적합성을 평가한 다음,

이들 영역을 Sampling 할 때 피로균열의 유효성 평가방법을 설명.

2 참고문헌

2.1 구격

BS 7448의 이 부분은 날짜가 기입되거나 날짜가 기입되지 않은 참조로 다른 출판물 조항을 포함.

이러한 규범적 언급은 본문의 적절한 위치에서 이루어지며 인용된 출판물은 표지 안쪽에 기재.

날짜가 기입된 자료는 인용된 자료만 적용. 인용된 출판물에 대한 후속 수정이나 개정은 BS 7448의

이 Part에 개정안이나 개정판에 포함되었을 때만 적용. 날짜가 기입되지 않은 경우는 최신 개정판을 적용.

2.2 기타문헌

BS 7448의 이 부분은 정보 또는 지침을 제공하는 다른 출판물을 지칭.

이 표준 발행 당시 발행된 이 간행물 판은 뒤 표지 안쪽에 나열되어 있지만 최신 개정판을 참조.

3 정의

다음 정의가 적용.

3.1 Stress Intensity Factor (K)

균일한 선형 탄성체에 대한 Elastic stress field singularity 크기

NOTE: 이는 적용된 힘, 균열길이 및 시편형상의 함수이며, MPa.m0.5의 단위로 표현.

3.2 Plane strain fracture toughness (KIc)

균열선단 근처의 응력 상태가 주로 평면 변형이고 소성변형이 제한적이며 개방 모드 Monotonic loading 때

균열확장에 대한 재료의 저항을 측정.

3.3 Maximum fatigue stress intensity factor (Kf)

피로균열성장 최종 단계에서 적용되는 개방 모드 Stress Intensity Factor의 최대 값.

3.4 Crack tip opening displacement (CTOD)

피로균열선단의 원래 (변형되지 않은) 균열 평면에 대한 균열 법선 표면의 상대변위(mm 단위)

3.5 Critical CTOD

특정 유형의 Crack 확장과 연관된 CTOD 값(4 절 참조)

3.6 J-integral

하나의 균열 표면에서 다른 균열 표면으로 Crack front을 감싸는 선 또는 표면 적분으로서, 균열선단의 국부

응력 - 변형 장을 MJ /m2로 표시

3.7 J

본 표준에서 제시된 방법으로 결정된 J- 적분의 실험 등가물.

3.8 Critical J

특정 균열 확장 유형과 관련된 J 값 (4절 참조)

3.9 Brittle crack extension

사전에 안정한 균열 확장이 있거나 없는 상태에서 발생하는 급격한 균열 확장.

3.10 Stable crack extension

변위 제어에서 변위가 일정하게 유지될 때 멈추는 균열 연장.

3.11 Stretch zone width (SZW)

균열선단 Blunting중 발생하는 균열전파 길이, 즉 Brittle 균열 확장이 시작되기 전 Pop-in (3.13 참조) 또는

안정된 균열 확장이 일어나고 피로균열과 동일한 평면에서 발생.

3.12 Target area

용접부 내의 의도된 피로균열선단위치.

3.13 Pop-in

힘 대 변위 기록의 불연속.

NOTE: Pop in은 변위가 갑자기 증가하는 것과 일반적으로 갑작스런 힘의 감소에 해당.

결과적으로, 변위 및 힘은 Pop-in에서 각각의 값보다 상대적으로 천천히 증가.

3.14 Local compression

피로균열 전 경화된 강판에 의해 Notch가 없는 Ligament 두께 방향으로 시편에 적용되는 압축(부록 D 참조).

3.15 Welding

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2개 이상 부품이 열 또는 압력에 의해 결합되어 부품 사이 금속 특성이 연속성을 유지하는 작업.

용융온도가 Parent material 금속과 동일한 Filler 금속 사용 유무에 무관.

3.16 Weld

용접하여 만든 금속

3.17 Weld metal

모든 금속은 용접을 하는 동안 녹아 용접에 잔류.

3.18 Parent metal

용접에 의해 결합되는 금속.

3.19 Heat-affected zone (HAZ)

용접 열에 의해 야금학적으로 영향을 받는 Parent 금속 영역.

3.20 Fusion line (f)

용접금속과 열 영향 지역 사이의 교차점.

3.21 Weld positional (WP)

기준선과 관련하여 정의된 피로균열선단의 목표 위치(예: 그림 A. 1 참조)

3.22 Specific microstructure(SM)

피로균열선단의 목표 미세구조(예: 그림 A. 2 참조)

3.23 Weld width (2h)

균열평면에 수직으로 측정한 피로균열선단 위치에서 용접의 인접한 융해선 사이의 최단거리(그림 11 참조)

3.24 Specimen blanks

Notching 전 용접으로부터 준비된 시편.

3.25 Post-Weld heat treatment

잔류응력을 줄이거나 용접 특성을 수정하기 위해 용접 후 열처리.

4 Symbols 및 명칭

본 BS 7448에는 다음 symbols 과 명칭을 사용

a nominal crack length, in mm ao weighted average original crack length, in mm (see BS 7448 : Part 1) B specimen thickness, in mm BN net specimen thickness after side grooving, in mm d1, d2 lengths of microstructural features associated with Pop-in, μm F applied force, in kN Ff maximum fatigue precracking force during the final stages of fatigue crack extension, in kN GCHAZ grain coarsened HAZ HV Vickers hardness values Jc critical J at the onset of brittle crack extension or Pop-in when Da is less than 0.2 mm Jm value of J at the first attainment of a plastic maximum force plateau for fully plastic behavior Ju critical J at the onset of brittle crack extension or Pop-in when the event is preceded by Da equal to

or greater than 0.2 mm Kf maximum fatigue stress intensity factor applied during the final stages of fatigue precrack N normal to Welding direction P parallel to Welding direction Q Weld thickness direction Rp0.2 0.2 % proof strength at the temperature of the fracture test, in N per mm

2 or Mpa

Rp0.2b 0.2 % proof strength for the base material at the temperature of the fracture test, in N/mm2 or Mpa

Rp0.2w 0.2 % proof strength for the Weld metal at the temperature of the fracture test, in N/mm2 or Mpa

Rm tensile strength at the temperature of the fracture test, in N per square mm or Mpa Rmb tensile strength of the base material at the temperature of the fracture test, in N/mm

2 or Mpa

Rmw tensile strength of the Weld metal at the temperature of the fracture test, in N/mm2 or Mpa

s distance between crack tip and target area measured in the crack plane, in mm S span between the two outer points in a three point bend test, in mm T fracture toughness test temperature, in degrees centigrade W specimen width, in mm X direction parallel to primary grain flow of Parent metal Y direction transverse to primary grain flow of Parent metal Z direction through the thickness of Parent metal δc critical CTOD at the onset of brittle crack extension or Pop-in when Δa is less than 0.2 mm, in mm δm value of CTOD at the first attainment of a maximum force plateau for fully plastic behaviour, in mm δu critical CTOD at the onset of brittle crack extension or Pop-in when the event is preceded by Δa equal to

or greater than 0.2 mm, in mm Δa stable crack extension, including SZW, in mm

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Δapop maximum length of brittle crack extension associated with Pop-in, in mm λ length of specific microstructure measured in pre- or post-test metallography, in μm

5 원리

용접에서 채취한 Notch 시편의 파괴인성 측정절차를 규정.

(i) Notch가 특정 용접 형상, 즉 용접위치(WP)

(ii) 최종 균열선단 위치에서의 Target 미세구조물, 즉 특정 미세구조물 (SM)과 관련한 경우를 다룬다.

목표 미세구조가 존재하고 시험하기에 충분한 양을 확인하기 위해 용접부의 금속 조직검사를 포함.

시편 형상과 Notch 배향이 선택되고 피로균열이 제어된 한계 내에서 교대로 작용하는 힘을 가하여 Target

미세구조로 확장. 직선 균열을 성장시키고 용접 잔류응력이 용접 이음 부 또는 부분 응력완화 용접의 결과에

미칠 수 있는 영향을 최소화하기 위해 피로균열 Cracking 조건 수정이 필요.

파괴인성 시험은 BS 7448: Part 1 또는 Part 4에 따라 수행 및 평가되지만 파괴인성 (12.3 참조) 및 Crack front

직진도(12.4 참조)의 계산에 대한 이 표준의 추가 요구사항이 적용.

최종 균열선단이 목표 미세구조에 위치 여부와 선입관의 중요성을 결정하기 위해서 사후 미세조직 분석 필요.

이 절차에 사용된 방법은 그림 1에 요약.

6 시편설계, 방향 및 Notch 위치 선택

6.1 Notch 가공을 위한 영역 분류

WP 시험을 위해 선택된 시편은 기준위치(예: 용접금속 중심선)에 대해 정의된 용접영역을 시험하기 위해 지정.

SM 시험을 위한 시편은 시편두께 중앙 75 % 내에서 Crack front 길이의 전체 또는 일부를 따라 특정 미세구조

를 Sampling.

NOTE: WP 및 SM Notch 위치의 예는 부록 A참조.

6.2 시편설계

시편설계는 BS 7448: Part 1: 1991의 6.1 또는 BS 7448: 6.1의 6.1에 정의된 Compact tension (CT) 또는 Single

edge Notch bending (SENB) 형상이며 Plain sided 또는 Side grooved

NOTE 1. 시편 치수 공차는 일반 금속재료 시험 때 보다 완화. 8.1 참조.

시편은 용접부에 인접한 Parent material 의 전체 두께(Weld overfill 두께 제외)와 동일 치수 B.

B는 그림 2의 방향 Q에서 측정.

NOTE 2. BS 7448 Part 1: 19911의 5.1.2의 조건을 만족하면, Sub 크기(즉, B <그림 2의 방향 Q의 두께) 및 Side

groove 시편 허용. Sub-sized 및 Side Groove 시편은 크기 영향으로 인해 상이한 미세구조 영역이

시험되기 때문에 전체 두께 시편과 다른 파괴인성 값을 제공.

6.3 시편 및 균열 평면 방향

용접방향에 대한 시편 및 균열 면 방위는 그림 2에서 설명한 식별 시스템을 사용하여 정의.

7 사전가공 미세조직

7.1 Macro 절편의 미세조직 평가

Notch 목표 영역이 SM으로 정의될 때, Macro 단면은 용접 방향에 수직 단면으로 준비.

시편 미세구조가 예상되는 균열선단 위치에 있고 시험에 적합하도록 시험할 용접길이를 경계위치에서 최소한

2개를 준비. Macro 절편은 조직검사를 위해 연마되고 부식하며 파괴인성 시편 제작 전 목표영역 식별에 적합

한 배율로 검사.

Macro 절편위치를 기록.

거시적 부분의 검사는 관통 Notch가 있는 시편의 균열선단이 두께의 중앙 75 % 내에 있는 목표 영역에 있는

지 결정에 사용. 표면 Notch 시편을 사용하는 경우, 목표영역은 최종 균열선단보다 0.5mm 이상 앞서야 한다.

규정된 미세구조가 존재하지 않거나 신뢰성 있게 시험할 수 있는 양이 충분하지 않거나 균열선단 위치 공차를

달성할 수 없는 경우, 용접은 SM 기준에 대한 시험에 부적합한 것으로 제한(용접이 거부된 경우 대상 영역 기

준을 수정하거나 새 용접을 준비)

7.2 열 영향 영역 시험에 대한 추가 요구사항

가시적으로 변형된 HAZ에서 목표 부위가 SM인 경우, 7.1 시험과 더불어 다음 미세조직 시험이 연마되고 부식

된 Macro 검사에서 수행.

시험은 목표 미세구조가 두께의 중앙 75 % 내에 있고 시험을 위해 충분한 양으로 존재하는지 평가하기 위해

균열선단 위치를 따라 수행.

측정된 미세구조의 위치와 길이는 지도 형태로 제시(예는 부록 B).

Map은 목표 미세구조의 위치를 보여주는 완전한 Macro 검사 두께를 포함하도록 제작.

목표 미세구조의 백분율은 시편 판 두께의 중간 75 %에 대해 계산.

표면 Notch 시편이 명시된 경우 거시적 부분은 BS 7448: Part 1: 1991의 6.4.7 또는 BS 7448: Part 4: 1997의

7.4.6에 정의된 ao/W 비율 내에서 목표 미세구조가 존재함을 확인하기 위해 검사.

목표 영역 내 피로균열선단의 위치에 대한 용접의 적합성을 평가. SM 판정 기준에 대한 피로균열선단의 배치

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가 어려울 경우, 목표영역의 정의를 수정하거나 새로운 용접 준비를 고려.

8 가공

8.1 시편치수의 공차

Notching 전 시편 Blank 준비.

NOTE 1. Single edge notch bend 시편을 사용하여 원래 제품을 시험하기 쉽도록 모양과 표면 마감, 시편치수,

직각도 및 직선성에 대한 허용오차는 BS 7448: Part 1: 1991의 5.1에서보다 완화. BS 7448: Part 1: 1991의 5.1.1

및 BS 7448: Part 4: 1997 의6.1.1 에 정의된 시편 형상의 기하학 및 공차를 충족하도록 완전히 가공.

직사각형 및 사각형 단면 굽힘 시편에 대한 공차는 그림 3. 용접부 오정렬, 왜곡 및 시편의 Blank 곡률 (파이

프 영역에서 시편 Blank를 제거할 때)에 대한 허용오차는 그림 4에 정의.

NOTE 2. 시편의 Blank 측면에 2.5 % W의 직선공차가 있으면 배관 두께와 용접 두께의 비율이 ≥10인 경우

배관 곡률이 허용.

전체 단면두께 시편 소재를 사용하는 경우 공차 요구사항 및 국부 압축에 대한 요구사항(NOTE: 2 ~ 9.1 참조)

을 준수하기 위해 가공은 최소로 유지. Weld overfill은 원래 제품 표면과 평행하게 가공.

용접부의 재료두께가 10 % 이상 다른 경우, Blank는 더 얇은 재료의 두께까지 기계 가공.

그러한 경우 원본 및 최종 시편 Blank 치수를 기록.

위에서 확인된 직진도/정렬 불량 요구사항을 충족시키지 못하는 용접 조인트는 국부적인 굽힘에 의한 Notching

전 곧게 펴야 한다. 하중 지지점 및 소성변형은 Notch가 있는 영역으로부터 ≥B 거리에 있어야 한다.

NOTE 3. 시편 소재를 왜곡되거나 구부러진 부분에서 곧게 펴는 방법은 그림 5참조.

의도된 균열 면 배향 NP와 NQ (그림 2 참조)에 대하여 균열 평면은 용접 방향 P와 평행.

8.2 관통 Notch 시편의 Notch 배치

Through-thickness notching이 규정되는 경우, Notch 면과 반대 면은 용접 및 HAZ를 나타내기 위해 연마되고

부식. 목표영역 확인 후 Notch 위치를 표시.

Scribe 라인은 Notch 라인을 가장 잘 나타내는 방식으로 두 표면에 표시. 시편 Blank의 수직면 아래로 확장된

선들은 평균화되고, 필요하다면, 가공된 Notch (그림 6 참조) 위치를 나타내기 위해 시편 Blank에 그려진 새로

운 선이 필요. 균열선단이 목표 영역에 위치할 가능성이 가장 높다. 최종 Crack 팁이 목표 영역을 시험하도록

하려면 Notch가 있는 표면의 Scribe 라인과 공작물 Blank 축 간의 각도는 90 ± 5 (최대) (그림 6 참조).

8.3 표면 Notch 시편의 Notch 배치

표면 Notching이 지정되면 시편 표면이 표면에 직각으로 용접된 금속과 HAZ가 보이도록 부식하고 목표 영역

에 Notch 선을 그린다. 두 선의 임의의 횡 방향 변위는 평균화되어야 하고, 필요하다면 가공된 Notch 위치를

나타내는 새 선을 그린다(그림 7 참조)

최종 균열선단이 목표 영역을 시험하도록 Notch 표면의 Scribe된 선과 시편 Blank축 사이의 각도는 90 ± 5o (최

대)가 되어야 한다(그림 7 참조).

8.4 Notch 가공

가공절차 및 요구사항은 BS 7448: Part 1: 1991의 5.1.3 및 6.3에 설명.

9 시편 준비

9.1 피로 예비균열

피로예비균열 전처리 요구사항은 BS 7448: 6. Part 1: 1991의 6.4을 준수하지만 다음 예외가 있다.

용접금속 시험의 경우, Fatigue precracking force, Ff 및 Maximum fatigue stress intensity factor, Kf 계산은

용접금속, 즉 피로균열이 위치할 영역의 인장 특성을 기반.

다른 경우에는 가장 낮은 인장특성을 갖는 인접 재료의 성질을 사용.

모든 용접 후 응력 완화 열처리는 피로균열 시작 전 완료.

NOTE1: 가능하면 BS 7448: Part 1: 1991의 6.4.7 절에서 허용되는 최단 피로균열 길이 사용을 권장.

이는 피로 Crack front 휘어짐과 지정된 목표 영역에서 벗어나는 균열의 문제점을 최소화.

특히 용접 연결부 또는 부분 응력제거 용접으로 제작된 시편의 경우 12.4의 피로Crack front 직진 요건을 충족

시키는데 문제가 발생. 이러한 경우 부속서 D 절차를 고려.

NOTE2: 용접부 및 부분 응력제거 시편의 잔류응력 크기와 분포는 재료, 용접절차, 구속 정도 및 용접 후 시편

준비에 따라 상이.

NOTE 3: 잔류응력은 불 균일한 피로균열 진전을 유발하고 그렇지 않을 수도 있지만 결정된 파괴인성에 영향.

NOTE: 4. 12.5 절은 용접부에서 채취한 시편의 파괴인성을 확인하기 위해 사용된 변수에 대한 설명.

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시편이 응력제거 용접으로 준비되거나 시편에 낮은 잔류응력이 포함된 것으로 표시되면(D. 5 참조), D.1~ D.4

절차는 불 필요. 시험으로 결정된 파괴인성은 12.5a에 명시된 것과 같이 확인.

잔류응력이 적지 않으나 피로균열 선이 직진도 요구사항 12.4를 충족하면 시험으로 결정된 파괴인성은 12.5b

에 명시된 것과 같이 취급.

NOTE 5: 직선 피로Crack front는 균열선단 Sampling에 의한 것일 수 있다.

a) 낮은 잔류응력

b) 일정 수준의 인장 또는 압축 잔류응력

피로균열이 12.4의 진직도 요건을 충족시키지 못한다면, 피로균열 분해 절차에 대한 변경은 부속서 D에 따라

수행. 시편이 Crack front 직진도 요구사항 12.4를 만족하고 잔류응력이 D. 5에 따라 낮은 경우, 파괴인성 값은

12.5c에서 요구된 대로 처리. D 5 요구사항을 충족시킬 수 없는 경우, 결과는 12.5d에 명시된 것과 같이 처리.

9.2 Side Grooving

Side grooving 이 규정된 경우, 이는 BS 7448: 6.2의 요구사항에 따라 수행.

10 KIc, CTOD (또는 d) 및 J 시험을 위한 시험 절차

KIc, CTOD (또는 d) 및 J 시험 절차는 BS 7448: Part 1: 1991의 8 절 또는 BS 7448 Part 4: 1997의 9절 또는

10절에 기술

11 사후 미세조직시험

11.1 일반사항

균열선단이 목표 미세구조에 성공적으로 위치하는지 확인하기 위해 SM 시험을 위해 지정된 시편에 사후 미세

조직 시험을 적용. 파면을 포함하는 Slice를 시편에서 절단. 목표 영역이 HAZ 일 때, Slice는 용접금속을 포함

하는 시편의 측면에서 채취.

이 절편은 11.2 및 11.3에서 설명한 피로균열선단에서 미세구조를 평가하기 위한 사후 시험분석에 사용.

이 표준의 요구사항을 충족시키기 위해 목표영역이 WP인 시험에서는 사후 시험 영역이 불필요.

NOTE: Brittle 파손의 경우, 균열선단이 특정 미세구조를 Sampling했다는 확인은 미세구조에서 Cleavage 시작

이 일어나는 것을 보장하지 않는다. 파단이 시작될 때 미세구조 확인을 위해서는 추가 절삭 및 금속 조직검사

가 필요(사용자 요청 시). 영역 구분 절차는 Pop in 평가에 설명된 것과 동일하며 부록 E참조.

11.2 관통 Notch 시편

11.2.1 절단

관통 Notch가 있는 시편에서 파면 조각은 파면에 수직인 평면과 피로균열선단 바로 뒤에 있는 원래 Parent

material 표면에서 절단(그림 8, Slice A 참조). 이는 최대 균열 깊이 2 mm 이내의 위치에 있어야 하며,

시편두께의 중앙 75 %에 대한 피로균열을 포함(B, 또는 Side grooved 시편의 경우 BN). 기계 Notch (그림 8의

Slice A)에 가장 가까운 절단면은 피로균열이 특정 미세구조를 Sampling했는지 확인하기 위해 조직검사를 위해

준비.

11.2.2 평가

금속 단면은 광학현미경을 사용하여 적절한 배율로 시험하여 피로균열선단 표면이 SM을 Sampling했는지 확인

하고 시편두께 (B 또는 BN)의 중앙 75 % 내에 위치하는지 확인. 시편두께의 중앙 75 % (B 또는 BN) 내에서 특

정 미세구조의 위치와 길이를 기록하는 미세구조 지도가 작성. 변형된 HAZ에 Notch가 있는 시편의 예는 부록

C참조.

Brittle 파괴 시작 위치에서 취한 단면(사용자 요청 시)을 검사하고 시작점에 대한 미세구조를 기록.

절단 절차는 Pop in 평가를 위해 설명한 것과 동일하며 부속서 E참조.

11.3 표면 Notch 시편

11.3.1 절단

최소한 하나의 단면은 시편두께의 중간 75 % (B 또는 BN) 내에 있어야 한다.

단면의 평면은 Notch면과 균열 면에 수직(그림 9 참조).

11.3.2 평가

준비된 단면은 광학현미경의 적절한 배율로 시험하여 피로균열 Tip이 특정 미세구조를 Sampling했는지 확인.

규정된 미세구조가 피로균열선단보다 앞서면 최소 떨어진 거리 s가 ± 0.05 mm 정확도로 측정(그림 10 참조).

(이 거리를 설정하려면 두 파손 표면을 모두 절단해야 할 수도 있다)

11.4 Pop in 평가

용접부는 부속서 E에 설명된 대로 Pop in으로 평가.

힘 감소와 변위 증가가 1 % 미만인 Pop in은 무시. 부속서 E에 기술된 파면분석 및 미세조직분석 절차에 의해

중요하지 않은 것을 제외하고는 다른 모든 Pop-in은 중요하게 고려.

NOTE: BS 7448: Part 1에 설명된 Pop in 평가 기준은 균일한 재료를 시험하기 위한 것이고 용접에 적용할 때

부적절할 수 있다. 경험에 의하면 용접시험을 통해 Pop in 크기가 균열선단에 있는 Brittle 재료의 길이와 관련.

균열선단 위치의 작은 변화도 Pop in 크기를 변경.

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12 사후 분석

12.1 인장특성 선택

균열선단이 놓여있는 영역의 인장특성은 파괴인성 시험온도에서 파괴인성 및 자격 평가 계산에 필요. 균열선단

이 용접금속에 완전히 위치할 때, 인장특성은 전체 용접금속 시편을 사용하여 측정. 변형된 HAZ 내 또는 부분

적으로 위치한 균열선단에 대해, Parent material 또는 용접금속 강도 중 더 높은 것을 사용.

용접금속 및 Parent material 의 인장특성을 직접 측정할 수 없는 탄소 및 탄소 망간강에 대해서는 경도시험과

의 상관관계를 이용한 추정치를 사용. 다음 상관관계는 실온 항복강도를 N/mm2 또는 MPa 단위로 예측하는데

적합.

160 <HV <495에 대한 Parent material 인 Rp0.2b = 3.28HV- 221

여기서 HV는 측정된 다이아몬드 피라미드 경도.

용접금속, Rp0.2w = 3.15HV- 168, 150HV <300

Parent material 및 용접금속 실온 인장강도는 다음으로부터 추정.

Rmb 또는 Rmw = 3.3HV- 8, 100 <HV <250

Rmb 또는 Rmw = 3.15HV + 93, 250HV <400

실온에서 Ferrite 강재에 대하여 얻어진 항복강도(N/mm2)는 다음 식으로부터 저온에 대해 산정.

T는 파괴인성 시험에서 C의 온도.

12.2 KIc

KIc를 결정하기 위한 시험 기록의 해석은 BS 7448: Part 1: 1991의 9.2에 따른다

그러나 BS 7448의 이 Part의 12.1에 대한 추가적인 요구사항이 있다.

12.3 CTOD (또는 d)와 J

CTOD (또는 d)와 J 결정을 위한 시험기록의 해석은 BS 7448: Part 1: 1991의 9.3.2 및 9.4 및 BS 7448: Part 4:

1997의 11.2 및 11.3을 준수하지만 12.1의 추가 요건도 준수

용접금속을 시험하는 시편의 경우, BS 7448: 제1부 및 제4 부의 파단 시작을 위한 CTOD (또는 d) 추정 절차는

다음 조건이 충족될 때 본 표준의 목적에 적합한 것으로 간주.

a) 균열이 용접 중심에 있는 경우: Ligament 길이에 대한 용접 폭의 비율 (두께의 중앙 75 %에 대한)이 0.2보

다 크다. 즉 2h / (W-a0)> 0.2(그림 11a 및 b).

b) 균열이 용접 중심선으로부터 Offset되는 경우: 인장 길이에 대한 균열 평면과 용접 융합 경계 (두께의 중앙

75 % 이상) 사이의 최단 거리의 비가 0.1보다 크다. 즉 2h/ (W-a0)> 0.1 (그림 11c 및 d 참조).

c) 위의 두 경우 모두 a)와 b)의 경우, 용접금속 항복강도와 Parent material 간 항복강도의 비는 CTOD (또는 δ)

를 결정할 때 0.50~ 1.50 범위

용접금속을 시험하는 시편의 경우, BS 7448: Part 1 및 Part 4에서 파단 개시를 위한 J 추정 절차는 용접금속

항복강도와 Parent material 강도 항의 비율이 다음과 같은 경우 본 표준의 목적에 적합한 것으로 간주.

범위는 0.50 ~ 1.25,

HAZ를 시험하는 시편의 경우 BS 7448: Part 1 및 Part 4 CTOD (또는 d) 및 J 추정 절차를 사용(CTOD 계산 시

항복강도 선택에 대해서는 12.1 참조). 결과 보고 시 Parent material 및 용접금속의 항복강도 기술.

NOTE1: CTOD 또는 J 추정과정은 ± 10 % 미만의 오차.

CTOD의 과대 평가는 Rp0.2w/Rp0.2b > 1.50, or 1.25 (J의 경우) 만약 과소 평가된다면 CTOD 및 J에 대해

Rp0.2w/Rp0.2b < 0.50

NOTE: 2 BS 7448 Part 4의 CTOD 및 J 식은 CTOD 및 J 값이 각각 δm 또는 Jm을 초과할 때 용접금속 항복강

도 불일치가 있는 용접에 대한 R- 곡선 추정에 적용하면 오차를 유발.

12.4 자격 요건

12.4.1 일반사항

BS 7448: Part 1: 1991의 10절에 열거된 모든 자격 확인은 적용 가능하지만 다음 수정사항 적용.

굽힘 시편을 사용하여 CTOD와 J를 평가한 경우 BS 7448: Part 1: 1991의 8.7.2b 및 10.2.3c의 피로Crack front

직진도 요구사항은 10 %에서 20 %로 증가(즉, 내부 7개 중 2개 균열길이 ao 측정은 20 % 이상 차이).

Compact 시편 및 KIc 시험 (소형 및 굽힘 시편 모두)에 대한 피로균열 진직도 요구사항은 BS 7448: Part 1:

1991의 8.7.2b 및 10.2.3c에 명시된 것과 동일

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NOTE: SM 및 WP 시험 요구사항을 충족하려면 피로 Crack front 직진 요건을 완화할 수 없으며 BS 7448: Part

1: 1991의 보다 엄격한 요구사항이 필요.

12.4.2 관통 Notch 시편

11.2에 따라 SM 시편에서 수행된 사후 시험 절편 및 금속 조직검사에서 피로균열선단이 지정된 목표영역을

시편화하고 지정된 경우 지정된 시편길이(시편두께의 중앙 75 % (B 또는 BN)), 파괴인성 결과는 검증된 것으로

간주. 이러한 요구사항을 충족시키지 못하면 특정 미세구조의 파괴인성이 측정되지 않고 시험결과는 부적합으

로 판정.

12.4.3 표면 Notch 시편

11.3에 따라 SM 시편에 대해 수행된 사후 시험 절편 및 금속 조직검사에서 피로균열선단이 특정 미세구조를

Sampling했거나 치수 (11.3.2 참조)가 0.5 mm 미만인 경우 균열 인성결과는 인정된 것으로 간주. 이러한 요구

사항을 충족시키지 못하면 특정 미세구조의 파괴인성이 측정되지 못하고 시험결과는 부적합으로 간주.

12.5 용접부의 파괴인성 값을 나타내는 기호

다음 기호는 용접의 파괴인성을 확인하는데 사용되며 12.2 및 12.3 요구사항에 추가로 포함.

a) 용접부가 응력제거 또는 부분 응력 완화된 시편에서 낮은 잔류응력이 존재함을 입증할 수 있는 경우 K, J

및 d (위 첨자 없음)를 사용(D. 5 참조)

b) K*, J * 및 d * (위 첨자로 별표)는 수정된 Precrack 절차(부속서 D에 따름)가 사용되지 않은 경우 용접 또

는 부분 응력완화 시편 식별에 사용.

c) KM, J

M 및 d

M (위 첨자 M)은 수정된 부속서 D에 따른 예비균열 절차는 직선 균열전선을 제공하기 위해

사용되었으며 잔류응력은 낮게 나타났다(D. 5 참조).

d) 부속서 D에 따른 수정된 Precracking 절차가 사용 되었으나 D. 5 요구사항이 달성되지 않은 경우 시편에

대한 결과를 식별하기 위해 KM*, J

M *, d

M* (M은 위 첨자로 표시)

13 시험 보고서

시험 보고서는 BS 7448 Part 1: 1991 의 11 절을 따르며 다음 사항이 추가.

a) 용접위치(WP) 또는 특정 미세구조(SM) Notching 기록

b) 시편 형상 및 치수

c)그림 2에 따른 균열 평면 방위

d) 용접부에 인접한 용접부 및 Parent material 의 원래 두께

e) 거시 검사(Macro-section examination)에 대한 사전 미세조직검사 결과(해당되는 경우)

f) 사용된 용접재료 및 Parent material 의 인장특성

g) 용접 너비, 2h 또는 h.

h) 직선 피로Crack front을 얻는 방법

i) 중요성에 대한 평가 (적절한 경우)

j) 지정된 목표 영역을 Sampling하는 균열에 대한 결과의 자격

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Figure 1: Test method flow chart for BS 7448: Part 2

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N = Normal to Weld direction P = Parallel to Weld direction Q = Weld thickness direction First letter: the direction normal to the crack plane Second letter: the expected direction of crack propagation A subscript X or Y is added to the N direction to indicate whether this direction is parallel or transverse to the primary grain flow direction in the Parent material when testing the HAZ, e.g. if N is parallel to the primary grain flow direction, the NP specimen is defined as NXP, and NYP if the primary grain flow direction is perpendicular to N. Specimen orientations NP and PN shall be referred to as through-thickness notched, whilst specimen orientations NQ and PQ shall be referred to as surface notched.

Figure 2: Crack plane orientation code for Welded fracture toughness specimens (defined relative to Weld direction)

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Figure 3: Proportional dimensions and tolerances for rectangular section bend specimens and square section bend specimens

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Figure 4: Acceptable tolerances for misalignment, distortion and curvature in single edge notch bend specimens

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Figure 5: Method for straightening bend specimen blanks

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Figure 6: Notch placement procedure using construction lines in a through-thickness notched specimen

Figure 7: Notch placement procedure in a surface notched specimen

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Figure 8: Post-test sectioning procedure to identify microstructure at fatigue crack in a through-thickness notched specimen

Figure 9: Post-test sectioning of a surface notched specimen

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Figure 10: Measurement of s in an SM surface notched specimen

Figure 11: Definition of h and 2h in double and single sided Welds

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부속서

부속서 A (추가정보)

Notch 위치의 예

두께 및 표면 Notch 굽힘 시편의 용접금속 및 HAZ 시험 시 사용할 수 있는 위치의 부속서 참조.

그림 A. 1은 용접위치(WP) Notch 위치를 보여주고, 그림 A. 2는 특정 미세구조 (SM) Notch 위치

Figure A.1: Examples of Weld positional (WP) notch locations

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Figure A.2: Examples of specific microstructure notch locations

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부속서 B (추가정보)

사전 미세조직 시험

Pre-test metallography 시험은 SM 시험이 요구될 때 필요. 그림 B. 1과 B. 2는 미세조직 분석을 위해 준비된

HAZ 미세구조의 양을 정량화하는 방법의 예를 보여주며, 이 경우 HAZ는 columnar 용접금속에 인접.

그림 B. 2는 시편두께 중앙 75 % 내에서 거시적 단면(그림 B. 1참조)에서 확인된 목표 미세구조 지도작성 방법.

이상적인 Notch를 나타내는 선을 따라 SM (λ)의 개별 길이가 합계 SM 백분율을 제공하기 위해 합계.

Figure B.1: HAZ adjacent to columnar Weld metal for idealized notch line on macro-section

Figure B.2: Microstructural map of HAZ adjacent to columnar Weld metal

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부속서 C (추가정보)

사후 미세조직 검사

SM 시험이 목표 미세구조물이 피로균열선단 근처에 존재했음을 확인하기 위해 지정될 때 사후 시험 금속 조

직검사가 필요. 그림 C. 1은 두께가 관통된 Notch 시편에서 제거된 거시적 절편에 존재하는 조대한 Grain HAZ

의 목표 미세구조(l) 길이의 Mapping. 그림 8의 Slice A.

Figure C.1: Post-test microstructural map at the crack tip of a specimen notched into the HAZ in a carbon manganese steel

부속서 D (표준)

잔류응력 수정 및 Precracking technique

D. 1 일반사항

D. 2, D.3 또는 D.4에 제시된 다음 기술 중 하나는 용접 시편 또는 부분적으로 응력 완화된 시편 시험 시 사용.

사용된 기술은 시험 결과 보고 시 기록되며 D. 5에 명시된 잔류응력이 낮은 균일 수준으로 감소되었다는 새로

운 또는 이전에 문서화된 증거를 포함.

D. 2 Local compression

용접부 및 부분 응력완화 상태에서 전체 단면 두께 용접을 대표하는 시편을 시험한 경험은 기계 Notch 아래

Ligament에 국부압축을 가하면 용접 잔류응력을 낮고 균일한 수준으로 줄이고 허용 가능한 직선 피로균열의

성장 ([1], [2], [3]). 잔류응력의 감소는 남아있는 잔류응력이 파괴인성에 최소한의 영향을 미칠 수 있음을 보장.

국부 압축은 기계 가공 Notch 앞 Ligament (W-a)의 88 ~ 92 %에 걸쳐 피로균열 및 측면 홈 가공 전 적용되며

Notch Tip을 포함. 압착은 견고한 강철 Platen을 사용하여 시편두께의 1 %까지의 총 소성 변형을 발생(NOTE: 1

및 2 참조). 적용해야 할 힘에 대한 지침은 그림 D. 1에 표시.

두께 (B)에 따라 국부 압축은 한쪽 면에서만 또는 0.5 % B까지 동시에 시편 각 면에 적용(그림 D. 1 참조)

더 낮은 압축하중으로 여러 Indentation이 사용될 수 있다. 이 경우, Platen 평면에서 0.5 B보다 작은 치수를

가져서는 안 된다(그림 D1 참조). 또한, 마지막 Indentation은 Notch 끝에 가장 가깝게 만든다.

요구되는 소성변형을 달성하기 위해 다수의 힘 적용이 필요.

이는 ± 0.025 mm 또는 ± 0.1 % B 중 큰 값으로 측정.

국부적으로 압축된 시편의 경우, 피로강도 및 응력강도계수의 계산에 사용되는 치수 B는 국부 압축 후 측정된

Notch 영역의 B를 사용.

NOTE: 1. 시편 양쪽에 압축될 Ligament의 국부 가공은 Platen에 대한 부드러운 지지 면을 확보하고 균일한

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변형을 달성하기 위해 필요.

Loading 지점에서 3점 굽힘 시편의 왜곡을 야기하는 Ligament 후면의 Bulging 은 기계 가공으로 제거.

NOTE2: 경험에 의하면 1 % B의 전체 변형은 일부 용접 및 재료에 비해 너무 클 수 있으며 보다

적은 균열 앞부분은 적은 양으로 얻을 수 있다. 최적조건 수립을 위해서는 시험이 필요.

NOTE: 3. 국부 압축은 용접 후 열처리로 응력을 완화한 용접에는 불필요.

용접 후 열처리는 용접의 최종 상태가 열처리된 상태에 있는 경우에만 시편에서 수행.

어떤 열처리도 사전 피로균열 전에 완료.

D. 3 Reversed bending

종래의 피로균열 이전에 가공 Notch (즉, 시편의 역방향 굽힘)를 압축하기 위해 Loading[3]. 그 목적은 Notch

뿌리에 재료를 소성 변형시켜 일정한 인장 잔류응력 발생. 이는 단일 Edge Notch 굽힘 시편의 Notch 측면에

적용되는 굽힘 하중의 단일 사이클을 사용하여 수행. 이 '역방향 굽힘 하중'의 최대 값은 다음 식에 의해 결정.

Krb is the reverse bend stress intensity factor; L is the notch constraint factor (typically 2.3 for a rectangular specimen); ωrb is the plastic zone size resulting from reverse bending.

경험은 역방향 굽힘이 항상 성공적이지는 않으며 피로균열선단 위치에서 잔류응력의 수준을 크게 감소시키지

않음을 나타낸다[4]. 잔여 응력의 존재는 시험결과에 영향.

D. 4 Stepwise high R-ratio

Stepwise high R-ratio technique [5]에서, 피로균열은 각기 다른 피로응력 비(R)의 두 단계로 구성.

제 1 단계의 경우, 피로균열이 대략 1 mm 길이로 성장할 때까지 응력 비 R = 0.1 사용(즉, 종래의 R 값).

2 단계에서 R은 0.7로 증가하고 피로균열은 원하는 길이로 전파. 동일 Kf가 두 단계에서 사용.

NOTE: R> 0.1의 사용은 BS 7448 Part1: 1991의 6.4에 있는 피로균열 선행 요건과 불일치

경험에 따르면 높은 R- 비율 기법이 허용 가능한 직선 피로균열을 일으킬 수 있지만 피로균열선단보다

Ligament(W-a)의 잔류응력을 현저하게 감소시키지 않으며 시험 결과에 영향을 미칠 수 있다[4].

그럼에도 불구하고 이 기술은 두꺼운 부분의 고강도 강재 시험 및 국부 압축에 필요한 힘을 쉽게 얻을 수 없

을 때 국부 압축에 대한 대안으로 사용.

D. 5 낮은 균일 잔류응력의 증거

D. 5.1 일반 사항

이 규격의 요구사항을 충족하는 모든 시편에 대한 결과에는 예비 균열선단의 잔류응력이 낮은 균일한 수준에

있다는 증거가 포함. 기술 (D. 2, D. 3 또는 D. 4), 금속 및 용접 (D. 5.3 참조) 특정 조합에 대해 증거가 없는

경우, 잔류응력의 수준을 나타내는 희생시험을 D.5.2에서 설명한 대로 시편에서 수행

D. 5.2 희생 시험

D. 5.2.1 희생시험 (D. 2, D. 3 또는 D. 4)을 위한 시편 준비에 사용된 기술과 관계없이 초기 피로균열은 BS

7448: Part 1: 1991 6.4에 따라 시편 표면의 두 균열 길이 측정 값의 평균이 ± 0.05 mm로 측정될 때까지

R ≤ 0.1 및 Ff 로 추가 피로균열 ≥ [a +0.4(W-a)] ± 0,05 mm

D. 5.2.2 BS 7448: Part1: 1991 8.7.1절을 사용하여 피로균열 표면이 드러나도록 시편을 깨뜨린다

D. 5.2.3 원래 피로균열 (ao) 끝까지 가중된 9점 평균 균열길이는 BS 7448: Part 1: 1991. 8.7.2에 규정에 따라 측

정. 유사한 측정은 가중된 추가 피로균열 (aaf) 끝에 9 점 평균 균열 길이.

D. 5.2.4 Notch 끝 Un-cracked ligament 잔류응력은 다음 조건에서 허용 가능하게 낮고 일정한 것으로 간주

a) ao /W 값이 BS 7448 Part 1 및 Part 4의 해당 시편에 대한 허용범위 내

b) aaf≥ [a0 +0.4(W-a0)]

c) 3점 굽힘 및 Compact시편에 대한 KIc 시험 및 Compact시편에 대한 CTOD (또는 δ) 및 J 시험에서, ao에

대한 9점 균열 길이 측정 중 임의의 2개 사이의 차이는 ao ≤10 % ao , aaf ≤10 % aaf.

d) 3 점 굽힘 시편에 대한 CTOD (또는 δ)와 J 시험의 경우, ao에 대한 내부 7개 균열 길이 측정치의 차이는

ao≤20 % ao이고, 유사하게 aaf ≤20 % aaf.

D. 5.3 이전 발표 증거

Local compression technique (D. 2)이 사용되었고 D. 5.2.4의 ao에 대한 Crack front 직진성 요구 조건이 충족되

었을 때, 참고문헌[4]은 탄소 망간 강의 Multi-pass arc Welds 시편에서 낮은 균일 잔류응력의 필요한 증빙 자료

로 인식

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Figure D.1 Alternative local compression treatments

부속서 E (표준)

Pop in 평가

E. 1 일반

이 절차는 11.4에 따라 중요하다고 분류된 Pop up 수용 가능성 평가에 사용.

첫 번째 단계는 BS 7448 Part 1의 9.1, 9.3 및 9.4에 따라 Pop up의 중요성을 평가

Pop in이 Part 1에 따라 중요하다고 평가되는 경우, 이 표준의 요구사항 준수가 중요하며, 사후 시험 파면분석

및 미세조직 분석은 필요하지 않다.

그러나 Pop in이 Part 1에 따라 수용 가능한 것으로 평가된다면, 이 부분과 관련하여 실제의 중요성은

E. 2~ E. 5에 기술된 파손 및 금속 조직평가 절차로부터 결정

E. 2 파면분석

두 균열 면은 일반적으로 피로균열 평면에서 Brittle 균열의 증거에 대해 조사하며 최대

Crack extension (Δapop)을 측정(그림 E. 1 참조)

구속된 균열 증거가 발견되지 않는 경우, Pop in 중요성은 BS 7448 Part 1의 9.1, 9.3 및 9.4에 따라 평가

NOTE: Pop-in은 피로균열 평면에 직각으로 움직이는 구속된 균열로 인해 발생. `Split '이라고도 한다.

Split에 의한 Pop in의 파괴인성을 보고. 그러나 Split의 구조적 중요성에 대한 평가는 본 표준의 범위 밖.

E. 3 절단 및 미세조직

정지된 Brittle 균열을 포함하는 하나 또는 둘 모두의 균열표면은 광학 및 주사전자현미경으로 검사하여 1차적

인 파손 개시위치를 확인. 균열선단이 HAZ에 있을 때, 용접에 인접한 파면을 검사. 시작위치를 표시한 후, 금

속 층은 피로균열 평면에 직각인 평면상의 시작점을 통과해야 한다(관통된 두께의 Notch가 있는 시편은 그림

E. 2는, 표면 Notch 시편은 그림 E. 3 참조).

단면은 미세구조 검사를 위한 통상적인 조직검사 관행에 따라 연마되고 부식.

E. 4 평가

관통 두께 Notch 시편(그림 E. 4참조)에서 채취된 금속조직을 조사하고 개시 시 crack front (d1)에 평행한 특정

미세구조의 길이를 측정. Crack front와 교차하지 않는 B (측면 Groove 시편의 경우 BN)의 중앙 75 % 이내의

단면에 존재하는 유사한 미세구조물의 길이를 측정하고 기록된 최대 개별 길이 d2를 기록(그림 E. 4)

단면이 피로균열선단을 벗어나면 피로균열선단 뒤에 있는 추가 단면이 d2 측정에 필요.

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표면 Notch 시편 (그림 E. 5참조)에서 채취된 금속조직을 조사하고 Pop in이 시작된 미세구조 영역의 총 길이

(d1)를 측정. 이 길이(d1)는 피로균열선단보다 앞쪽의 미세구조 영역만 포함(그림 E. 5참조)

(d1 크기를 측정하기 위해 하나 이상의 영역이 취해질 수 있다)

Figure E.1 Measurement of Δapop

Figure E.2 Post-test sectioning procedure for identifying fracture initiation microstructure in a through-thickness notched specimen

E. 5 Pop-in 중요성

금속조직 검사로 달리 표현할 수 없는 경우 모든 Pop in은 중요하다고 간주.

첫 번째 Pop in 에서 측정된 CTOD 및 J의 값은 적절하게 dpop 또는 Jpop로 지정.

금속 조직검사 후, Pop in은 다음과 같은 경우에는 중요도가 저하.

a) BS 7448: Part 1: 1991의 9절에 따라 계산된 dn % F1이 두께 관통 Notch 시편의 경우 5 % 미만이고

d1 ≥ d2 인 경우

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b) dn % F1이 5 % 미만이고Δapop ≤ d1 인 표면 Notch 시편.

Pop-in은 d2> d1 또는 d1> Δapop 인 경우에 중요하다고 간주. 깨지기 쉬운 미세구조가 더 많이 Sampling되었거

나 균열선단 앞에 존재했을 때 더 큰 Pop in이 발생할 수 있기 때문.

이 가능성을 확인하거나 거부하기 위해서는 추가 시험이 필요.

Figure E.3 Post-test sectioning for identifying fracture initiation microstructure in a surface notched specimen

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Figure E.4 Measurement of d1 (along crack front) and d2 (not along crack front) microstructure in section taken from through-thickness notched specimens (slice B in figure E.2)

Figure E.5 Measurement of microstructure d1 and Δapop in section taken from a surface notched specimen, see figure E.3 (example given for HAZ) List of references (see clause 2) Normative references BSI publications BRITISH STANDARDS INSTITUTION, London BS 7448 Fracture mechanics toughness tests

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BS 7448: Part 1: 1991 Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of metallic materials

BS 7448: Part 43)

Method for determination of fracture resistance curves and initiation values for stable crack extension in metallic materials

Informative references BSI publications BRITISH STANDARDS INSTITUTION, London BS 499 Welding terms and symbols BS 499: Part 1: 1991 Glossary for Welding, brazing and thermal cutting Other references [1] DAWES, M. G. Fatigue precracking Weldment fracture mechanics specimens.

Metal Construction & British Welding Journal, February 1971, pp.61-65 [2] TOWERS, O. L. and DAWES, M. G. Welding Institute research on the fatigue precracking of fracture

toughness specimens. Elastic plastic fracture test methods. ASTM STP 856, 1985, pp.23-46 [3] MACHIDA, S., MIYATA, T., TOYOSADA, M. and HAGIWA, Y. Study of methods for CTOD testing of

Weldments. Fatigue and fracture testing of Weldments. ASTM STP 1058, 1990, pp.142-156 [4] REEMSYNDER, H. S., PISARSKI, H. G. and DAWES, M. G. Residual stresses and fatigue precracking techniques for Weldment fracture toughness specimens.

Journal of Testing and Evaluation, November 1991, pp.416-423 [5] KOCE AK, M., SEIFERT, K., YAO, S. and LAMPE, H. Comparison of fatigue precracking methods for fracture toughness testing of Weldments Proc. Int. Conf. Welding 90Ð Technology, Material, FractureÐ GKSS, Geesthacht, Germany, October 1990. i.i.t.t International, France.