Steady state creep characteristics of Ni-Cu binary solid solution alloys was studied in the temperature and the constant stress ranges of 0.4-0.6 Tm and 4-55 kg/ ㎟, respectively. Under the above test conditions, the glide-controlled dislocation motion was suggested for the creep deformation mechanism on Ni-Cu alloys on the basis of the resulted correlation between temperature compensated creep rate and modulus compensated stress. Furthermore, it was concluded that creep rate is controlled by the enhanced volume diffusion from the presence of dislocation which acts as short-circuit path for diffusion. When dislocation density is given by $ ρ = ρ_o exp(B σ)$, where $ ρ_o$ is a initial disolcation density at zero stress and B is a material constant, the creep rate equation appears to be
◁수식 삽입▷(원문을 참조하세요)
where ν is a Poisson's ratio, e is a solute-solvent size difference factor, X is a solute concentration, E is a Young's modulus, b is a Burger;s vector, $\widetilde{D}$ is a chemical interdiffusion coefficient, m is the number of atoms at dislocation site that contribute to short-circuit diffusion, N is the number of atoms per unit area, and $D_d$ is a dislocation pipe diffusivity.
0.4 ~ 0.6 Tm 온도영역에서 Ni-Cu 합금들의 정상상태 creep 특성을 연구하기 위해 네가지 조성(90Ni-10Cu, 78Ni-22Cu, 50Ni-50Cu, 30Ni-70Cu)의 합금들이 선택되어 4 - 55 kg/㎟ 범위의 일정응력조건 하에서 creep 시험되었다.
각 합금들에서 얻어진 정상상태 creep 속도의 응력에 대한 의존성과 creep 의 활성화에너지의 측정치들을 근거로 삼아, 이 온도 구간에서 creep 속도를 지배하는 기구는 용질원자들이 전위의 이동을 방해하는 현상으로 이해되어지는 glide-controlled creep 기구이며 이때 용질원자들의 이동도(mobility)는 격자확산과 전위를 통한 단회로확산이 모두 고려되어지는 effective 확산계수에 의해 지배될 것이며 이는 곧 creep 변형속도의 결정인자로 작용될 것이라는 점 등이 제안되었다. 이를 증명키 위한 방법으로 상호 확산계수에 의해 보정된 정상상태 creep 속도와 effective 확산 계수에 의해 보정된 정상상태 creep 속도를 각기 탄성계수에 의해 보정된 응력치의 함수로 도시하여 각각의 경우에 나타난 정상상태 creep 속도와 응력 간의 상관관계들이 서로 비교 검토되었다. 또한 effective 확산계수의 값이 전위확산계수에 의해 얼마만¿U} 영향을 받는 가의 중요한 척도가 되는 전위밀도치는 응력의 함수로 표현하여 각 실험결과들의 상호관계로 부터 각 합금에 대해 유추되었다. 다음 얻어진 각 합금에서의 전위밀도함수를 비롯한 effective 확산계수의 값을 결정해 주는 여러인자들을 기초로 하여, 다음에 제시된 정상상태 creep 속도 방정식에 의한 creep 속도의 이론치와 실험을 통해 얻어진 실험치가 조성의 변화에 따라 서로 비교되었을 때 정량적으로 거의 일치됨이 확인되었다.
◁수식 삽입▷(원문을 참조하세요)
단, ν는 Posson 의 비, e는 용질원자와 용매원자 간의 크기 인자, X는 용질원자농도, E는 탄성계수, b는 Burger's 벡타, $\tilde{D}$ 는 상호확산계수, m은 단회로확산에 기여하는 전위에 놓인 원자의 수, N은 단위면적 당 원자의 수 $ρ_o$ 는 응력이 가해지기 전의 시편내에 존재하는 전위밀도치, B는 재료에 따른 상수, 그리고 Dd 는 전위확산계수를 나타낸다.
