뤼더스 밴드 (Lüders Band)
쉽게 풀면
연강을 잡아당기면 항복점을 지난 직후 하중은 거의 일정한데 길이만 늘어나는 구간이 나타납니다. 이때 시편 전체가 고르게 늘어나는 것이 아니라, 어느 한 곳에서 시작된 변형 띠가 나머지 부분을 잡아먹듯 번져 나갑니다. 이 띠가 뤼더스 밴드이고, 띠가 시편 끝까지 퍼지는 동안의 연신을 항복점 연신이라고 부릅니다. 띠가 지나간 자리와 아직 지나지 않은 자리의 표면 상태가 달라 눈으로도 경계가 보입니다.
왜 중요한가
자동차 외판처럼 표면 품질이 중요한 판재에서는 이 띠가 '스트레처 스트레인'이라는 줄무늬 결함으로 남아 불량의 원인이 됩니다. 그래서 판재 제조에서는 이 현상을 없애거나 지연시키는 것이 중요한 공정 과제이며, 재료 논문에서도 고용 탄소·질소의 거동과 함께 자주 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
하중이 거의 일정한데 변형만 진행되는 구간이 띠의 전파에 해당한다는 점을 보고하는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
이 현상은 고용된 탄소·질소 원자가 전위 주변에 모여 만든 코트렐 분위기가 전위를 붙잡고 있다가, 큰 응력에서 전위가 한꺼번에 풀려나면서 시작됩니다. 전위가 일단 풀려나면 그 자리에서는 더 낮은 응력으로 변형이 진행되므로 변형이 국부에 집중되고, 그 경계가 이동하며 띠가 전파합니다. 실무에서는 압연 직후 약간의 소성변형을 주는 조질압연으로 미리 전위를 풀어 두어 이 현상을 없애지만, 시간이 지나면 용질이 다시 모여 변형시효로 되살아납니다.
주의할 점
뤼더스 밴드는 항복 직후의 균일 변형 시작 단계에서 나타나는 현상이고, 시편 한 곳이 가늘어지는 네킹은 인장강도를 지난 뒤에 나타나는 다른 현상입니다. 둘 다 변형의 국부화이지만 발생 시점과 원인이 다릅니다.