항복점, 상부 및 하부

응력이 처음으로 크게 떨어지기 전 가장 높이 올라간 값을 상부 항복점(R_eH)이라고 합니다. 이 지점에서 재료에 소성 변형이 일어납니다. 항복점이 매우 두드러진 경우 재료가 유동하기 시작하며, 이에 따라 응력이 약간 감소하지만 연신은 계속해서 증가합니다. 유동이 진행되는 동안의 가장 낮은 인장 응력이 하부 항복점 R_eL입니다. 이러한 결과는 합금이 거의 또는 전혀 없는 강철에서만 나타납니다.

상부 항복점은 유동이 있기 전의 가장 높은 인장 응력이며, 금속 인장 표준 ISO 6892-1에서는 다음과 같이 정의합니다. 최대 응력에 도달한 후에는 최소 0.5%의 응력 감소가 있어야 하고, 인장 응력이 항복점을 다시 초과하지 않는 상태에서 후속 유동이 최소 0.05%여야 합니다.

상부 항복점 R_eH는 인장 시험에서 구한 응력-변형 다이어그램을 통해 계산합니다.

상부 항복점 R_eH = 상부 항복점에서의 최대 하중 F_eH / 최초 시편 단면 S₀

하부 항복점 R_eL은 상부 항복점 R_eH 이후로 재료의 유동 범위에서 가장 낮은 응력값으로, 여기서는 과도 진동의 발생(예: 힘의 변화에 따름)을 감안할 수 없습니다.

상부 항복점이 파악되지 않거나(하중 감소가 0.5% 미만) 더 넓은 범위에 걸쳐 꽤 일정한 하중에서 항복이 일어날 경우에는 이 응력값을 단순히 항복점 R_e라고 합니다.

하부 항복점 R_eL은 인장 시험에서 구한 응력-변형 다이어그램을 통해 계산합니다.

하부 항복점 R_eL = 하부 항복점에서의 하중 F_eL / 최초 시편 단면 S₀

최소 항복 강도란 한편으로는 적절한 열처리가 이루어지는 특정 재료에서 안정적으로 도달하거나 초과하는 최소 항복 강도 값입니다.또 한편으로는 부품과 지지 구조물의 설계 시, 부품과 지지 구조물을 목적에 맞게 사용했을 때 영구 변형을 안전하게 방지할 수 있도록 기본적으로 다루어야 하는 최소 인장 응력값입니다.

그러므로 최소 항복 강도는 재료 공급업체에는 달성해야 하는 최소값이 되고, 재료 사용자에게는 설계 시 초과해서는 안 되는 최대값이 됩니다.

항복점은 재료에서 탄성 거동의 끝과 소성 거동의 시작을 의미합니다.이 말은 항복점을 초과할 경우 재료가 불가역적, 즉 영구적으로 소성 변형된다는 뜻입니다.

부품과 구조물은 항복점이 국소적 또는 부분적으로 초과되면 더 이상 안전하게 사용할 수 없습니다.

오프셋 항복은 응력-변형 곡선에 있는 임의의 점입니다. 주로 항복 강도가 두드러지지 않는 재료에 사용됩니다. 재료의 탄성 및 소성 범위가 지속적으로 전환되어 항복 강도를 명확하게 정의할 수 없습니다. 오프셋 항복 0.2%가 자주 사용됩니다.