DOI QR코드

DOI QR Code

Mechanical Characteristics of Stainless Steel TP 304, TP 316 under Low Temperature Environment

저온 기계 재료용 TP 304, TP 316 소재의 저온거동 특성 평가

  • Cho, Seung-Hyun (Division of Machinery Testing Center, Korea Testing Certification)
  • 조승현 (한국기계전기전자시험연구원)
  • Received : 2017.09.07
  • Accepted : 2017.10.13
  • Published : 2017.10.31

Abstract

Automotive materials and plant modules need to be prepared for freezing parts to operate in extreme areas such as Eastern Europe, Russia, and Canada. However, the only thing that has been done for ultra-qualifying materials for extremely low operating materials is that only the effects at low temperatures are conducted at room temperature, and the effects at low temperatures are only identified at low speeds. Therefore, this study examined the low-temperature characteristics of materials by conducting comparative tests on the mechanical properties of the room at the temperature and temperature of TP304 and TP316 materials, which are the most common materials.

자동차용 금속재료와 플랜트 모듈을 구성하는 소재가 동유럽, 러시아 북부, 캐나다 등과 같은 극한 지역(겨울 평균 기온 $-20^{\circ}C$ 이하)에서 운용되는 장비에서는 관련 부품의 결빙 등에 대한 대비가 필요하다. 또한 극한지 자원 에너지 개발, 각종 파이프라인 지하시공 증가 등으로 고온 및 저온의 내환경성이 우수한 기계 재료의 사용이 요구되고 있다. 하지만, 현재까지 초저온용 재료에 대한 고속 인장 실험의 경우에는 상온에서의 영향에 대한 연구만 일부 수행 되었을 뿐, 저온에서의 영향은 고속 저속에서의 차이가 있다는 정도만 확인이 되고 있다. 본 논문에서는 보편적 재료인 TP304, TP316소재의 상온 및 저온에서의 기계적 특성에 대한 비교 시험을 실시하여 두 재료의 저온 특성에 대하여 알아보았다. 인장시편은 KS B 0801의 표준 시험편을 사용하였으며, 실험장치는 특수 제작된 저온 인장 시험기를 사용하였다. 그 결과 TP304는 저온 영역에서 2차 경화 현상이 발생하였다. TP316은 저온 영역에서 연신율이 감소하였으며, 최대인장강도가 상온보다 증가하는 것을 확인하였다. 온도 의존성은 최대인장강도와 연신율은 TP304가 높았고, 항복강도는 TP316재료가 높게 나타난 것을 확인 할 수 있었다.

Keywords

References

  1. C. H. Baek, C. Y. Park, J. J. Lee, S. H. Yoo, "A study on the estimation process for the fatigue life of the exhaust manifold," KSAE Fall Conference Proceedings, pp. 524-529, Nov. 2010.
  2. W. S. Park, K. Y. Kang, M. S. Chun, J. M. Lee, "A comparative study on mechanical behavior of low temperature application materials for ships and offshore structures", Journal of the Society of Naval Architects of Korea, pp. 189-199, June, 2011.
  3. S. J. Park, K. S. Lee, Y. S. Kim, J. S. Kim, "A Study on the Tensile Properties of Plastics used in Automotive Instrument Panel at High Strain Rates under High and Low Temperature Environments," KSAE 08-F0302, pp. 1930-1934, Nov. 2006.
  4. H. S. Choi, J. H. Kim, S. H. Na, Y. H. Lee, S. H. Kim, Y. K. Kim, K. D. Kim, "Tensile and Fatigue Behavior of ASS304 for Cold Stretching Pressure Vessels at Cryogenic Temperature," Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers - A, pp. 429-435, May 2016
  5. T. Y. Park, S. B. Jeon, M. S. Jeon, H. C. Song, K. O. Kim, S. C. Kim, "Study on high-speed tensile test in cryogenic environment considering strain rate effect," SNAK Conference, pp. 571-576, May 2012.
  6. H. J. Choi, J. G. Kim, Y. D. Gwon, "Analysis on the Low-Temperature Characteristics of oil seal for reciprocating driving of automobile part", KSPE 11S380, pp. 1229-1230, June 2011.
  7. J. H. Hong, D. M. Keum, D. S. Han, I. B. Park, M. S. Chun, K. W. Ko, J. M. Lee, "Mechanical Characteristics of Stainless Steel under Low Temperature Environment," Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 45.5 pp. 530-537, Oct. 2008. https://doi.org/10.3744/SNAK.2008.45.5.530
  8. D. G. Ahn, K. J. Moon, J. S. Kim, G. Y. Han, C. G. Jung, D. Y. Yang, "Investigation into low-velocity impact characteristics of SUS304 sheet," Proceedings of the KSMPE Conference, pp. 111-116, Nov. 2006.
  9. K. J. Lee, T. W. Kim, J. S. Yoo, S. W. Yoo, M. S. Chun, J. M. Lee, "Development of Temperature Dependent Damage Model for Evaluating Material Performance under Cryogenic Environment," Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 45.5 pp. 538-546, Oct. 2008. https://doi.org/10.3744/SNAK.2008.45.5.538
  10. Y. K. Yoon, J. H. Kim, K. H. Baik, C. H. Park, "Assessment for Static and Fatigue Strength of the Aluminum Alloy for LNG Ship," KSME Fall Conference, pp. 136-141, Nov. 2011.
  11. S. H. Cho, J. S. Oh, S. J. Won, G. O. Park, "Evaluation of Mechanical Properties of Low Temperature Space for Automotive Material Applications," KSAE Annual Spring Conference, pp. 1053-1053, May 2017.