1. 개요
脆 性, brittleness재료가 외력에 의해 영구 변형을 하지 않고 파괴되거나 극히 일부만 영구 변형을 하고 파괴되는 성질을 말한다.
어떤 재료에 힘을 가해 변형시킬 때(예:금속막대의 양끝을 잡고 반대방향의 힘을 가할 때), 버틸 수 있는 한계까지는 재료의 형태가 전혀 휘거나 늘어나지 않다가, 혹은 극히 일부만 변하다가 바로 깨져버리는 성질을 말한다. 인성의 정반대 성질이며, 항력이 크고 변형능이 작다.[1] 인장 실험를 할 경우 벽개면(cleavage, 결정립계가 나타나 밝은 색을 띤다)가 나타나고 거의 힘 준 방향의 수직으로 깨지는데, 이는 큰 연신율 이후 약 45도로 엿가락처럼 늘어나다(necking) 끊어지는 연성 재료와는 상반된 거동이다. 철의 탄소 함량 등을 조절하여 취성을 늘리거나 줄일 수 있으며, 일반적으로 철의 탄소함량이 높을수록 취성이 증가한다. 다만 두꺼운 고탄소강은 취성이 강하긴 하지만 그만큼 강하기 때문에, 힘을 가해도 변형이 잘 되지 않으며 임계치 이상의 힘을 가할 경우 그냥 깨져버린다. 텅스텐, 세라믹, 유리, 주철, 산화물 등이 취성을 가진 대표 물질이다.
2. 분류
취성에는 고온 취성, 저온 취성, 청열 취성, 적열 취성, 뜨임(템퍼링) 취성, 수소 취성 등이 있으며, 일반적인 조건에서는 취성이 약하더라도 아래 조건에서는 연강의 취성이 강해지므로 주의를 요한다.2.1. 고온 취성
고온에서 강의 연성이 급격하게 저하되어 취화하는 것으로, 청열 취성과 적열 취성으로 구분된다.2.1.1. 청열 취성
200~300℃ 부근에서 강의 인장강도 및 경도가 증가하고 취성이 높아지는 성질. 일반적으로 철강은 상온에서보다 200~300℃ 부근에서 인장 강도 및 경도가 크게 되어 취성을 갖게 된다. 이때 질소도 영향을 준다. 참고 링크 상대적으로 저온에서 연마한 철강 표면이 청색으로 변화하는 온도에 해당하므로, 이 온도에서의 성질을 청열 취성이라고 한다.2.1.2. 적열 취성
연강이 1100~1500℃의 고온에서 깨지기 쉽게 되는 현상으로, 연강에 포함된 유황이나 산소 등이 원인으로 분석된다.2.2. 저온 취성
연강이 저온이 되면서 경도가 점증하고 수축률 등이 저하되어 부서지기 쉬운 현상.
[1]
쉽게말해 취성 재료는 유리처럼 깨지거나 뚝 부러지고, 인성 재료는 엿가락처럼 휘거나 늘어난다고 떠올리면 된다.