• Title/Summary/Keyword: 고온피로강도

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Mechanical Behavior Evaluation and Structural Analysis of 316 Stainless Steel at High Temperature (316 스테인리스강의 고온 물성 연구 및 구조 평가)

  • Rhim, Sung-Han;Lee, Kwang-Ju;Kim, Jin-Bae;Yang, In-Young
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.181-184
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    • 2008
  • Austenitic stainless steel is used as high temperature components such as gas turbine blade and disk because of its good thermal resistance. In the present investigation, tensile and low cycle fatigue behavior of 316 stainless steel was studied at wide temperature range $20^{\circ}C{\sim}750^{\circ}C$. In the tensile tests, it was shown that elastic modulus, yield strength, ultimate tensile strength decreases when temperature increased. The effect on fatigue failure of the parameters such as plastic strain amplitude and plastic strain energy density was also investigated. With the experimental results, a structural analysis of turbine blades of 316 stainless steel were carried out.

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A Study on the Improvement of Fatigue Strength in Particulate Reinforced Metal Matrix Composites at Elevated Temperatures (입자강화 금속기 복합재료의 고온 피로강도 향상에 관한 연구)

  • Sin, Hyeong-Seop
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.24 no.5 s.176
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    • pp.1146-1154
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    • 2000
  • Fatigue strength of NiAl and Ni$_3$Al particulate reinforced aluminum alloy composites fabricated by the diecasting method was examined at room and elevated temperatures. The results were compared wit h that of SiC particulate reinforced one. The particulate reinforced composites showed some improvement in the static and fatigue strength at elevated temperatures when compared with that of Al alloy. The composites reinforced by intermetallic compound particles showed good fatigue strengths at elevated temperatures especially $Ni_3AI_{p}/Al$ alloy composite showed good fatigue limit up to high temperature of 30$0^{\circ}C$. Adopting intermetallic compound particle as a reinforcement phase, it will be possible to develop MMC representing better fatigue property at elevated temperature.

7XXX계 단조재의 피로 및 파괴인성 개선

  • 황성주;임재규;이오연;손영일;은일상;신돈수
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1995.11a
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    • pp.195-203
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    • 1995
  • 본 연구는 강도와 인성이 우수한 7175Al 단조재의 국산화 개발을 위하여 기존 7XXX합금의 제조공정(일반공정)을 적용한 7075-T6/T73, 7050-774 및 7175-T74 단조재와 중간열처리, 용체화처리 등을 고온처리하는 특수제조 공정을 적용한 7175-T74 단조재의 강도, 파괴인성($K_IC$) 및 피로특성을 비교 평가하였다. 특수공정을 적용한 7175S-T74 단조재는 일반공정의 7075-T73, 7050-T74 및 7175-T74재보다 강도, 파괴 인성 및 피로특성이 향상되었다. 이것은 주조시 응고과정에서 형성되는 2차상입자의 감소와 특수공정의 적용효과에 기인하는 것으로 판단된다.

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기어의 스코어링 강도해석

  • 이성철
    • Tribology and Lubricants
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    • v.9 no.2
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    • pp.1-8
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    • 1993
  • 기어가 비교적 큰 하중과 고속의 운전상태에서 사용되는 경우 되풀이 응력에 의한 피로를 대상으로 하는 면압이나 굽힘강도 이외에 치면에서 발생되는 긁힘이나 융착(瀜着) 또는 용착(溶着)을 대상으로 한 스코어링(scoring) 강도를 고려하여야 한다. 스코어링은 주로 치의 이끝 부분에서 접촉방향으로 긁힘이 나타나는 손상으로 특징지워진다. 미국기어제조협회(AGMA)에서는 윤활막 파손에 의한 금속과 금속과의 접촉에 기인하여 발생되는 여러형태의 손상, 예를 들면 scuffing, seizing, galling 등을 광범위하게 스코어링으로 통칭하고 있다. 미국계통의 기술분야에서는 스코어링을 고온 스코어링(hot scoring)과 저온 스코어링(cold scoring)으로 구분하고 있다. 고온 스코어링은 고속 운전시 표면의 섬광온도(flash temperature)에 기인한 용착과 접촉방향으로 재료를 이탈시키는 형태를 나타내고, 저온 스코어링은 저속의 기어에서 윤활막 파단으로 표면에 줄질(filing)한 듯한 손상이 발생되는 것을 나타낸다. 유럽에서는 고온 스코어링 손상은 스커핑이라 하고 저온 스코어링손상만을 스코어링이라 부르고 있다.

Analysis of Characteristics of CFRP Composites Exposed Under High-Temperature and High-Humidity Environment for a Long Period (고온 다습한 환경에 장기간 노출된 CFRP 복합재료의 특성 분석)

  • Hong, Suk-Woo;Ahn, Sang-Soo;Koo, Jae-Mean;Seok, Chang-Sung
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.8
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    • pp.889-895
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    • 2012
  • Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites have high specific stiffness and high specific strength. Therefore, they are increasingly being use, instead of conventional metallic materials in the aviation and automobile industries, where there is a strong demand for lightweight materials. In aircraft, the fuselage is exposed to severe conditions of high temperatures and high humidity. Therefore, it is necessary to estimate the strength of CFRP composites under real conditions from the viewpoint of aircraft safety. In this study, CFRP specimens were immersed in distilled water at $75^{\circ}C$ for a long time. Then, tensile tests were performed on these specimens, and the fracture characteristics of the fractured surfaces were analyzed using SEM. A fatigue test was performed on specimens immersed for 300 days with R=0.1, and it was confirmed that the fatigue life deteriorated in immersed specimens compared to specimens that were not immersed.

High Density Energy Welding of Gas Turbine Alloys

  • Kim, Hwan-Tae
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.140-142
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    • 2001
  • 항공기의 제트 엔진을 비롯하여 육상용 발전기, 선박용 엔진, 로켓 엔진 등에 널리 사용되는 터빈 블레이드를 포함한 고온용 가스터빈 부품은 최대 온도 120$0^{\circ}C$ 이상의 고온에 노출되어 가혹한 기계적 응력을 받는 동시에 고온에서의 표면 안정성이 요구되므로 초내열 니켈 합금(superalloy), 티타늄 합금, 내열강 등의 고온강도가 우수한 합금이 사용된다. 그런데 합금성분이 많이 첨가된 내열 합금을 용접하는 경우, 미세균열, 용접부의 기계적 성질의 저하, 용접열영향부의 내식성과 내산화성의 저하, 용접외부 결함에 의한 피로강도 저하 등의 문제가 발생하므로 이를 해결해야 한다. 본고에서는 생산성과 용접품질이 우수한 고밀도 에너지빔 용접의 적용 현황에 관하여 고찰코자 한다.

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High Temperature Tensile Strength and Fatigue Life Characteristics for Reduced Activation Ferritic Steel (JLF-1) by TIG Welding (TIG 용접한 저방사화 페라이트강 (JLF-1)의 고온강도 및 피로수명특성)

  • Yoon, Han-Ki;Lee, Sang-Pill;Kim, Sa-Woong;Kohyama, Akira
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.27 no.9
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    • pp.1444-1450
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    • 2003
  • The fatigue life and tensile strength of JLF-1 steel (Fe-9Cr-2W-V-Ta) and its TIG weldment were investigated at the room temperature and $400^{\circ}C$. Four kinds of test specimens, which associated with the rolling direction and the TIG welding direction were machined. The base metal of JLF-1 steel represented almost anisotropy in the tensile properties for the rolling direction. And the base metal of JLF-1 steel showed lower strength than that of TIG weldment. Also, the strength of all materials entirely decreased in accordance with elevating test temperature. Moreover, the fatigue limit of weld metal was largely increase than that of base metal at both temperatures. The fatigue limit of JLF-1 steel decreased in accordance with elevating test temperature. The fatigue limit of JLF-1 steel decreased in accordance with elevating test temperature. The SEM fractography of tensile test specimen showed conspicuous cleavage fracture of a radial shape. In case of fatigue life test specimen, there were so many striations at crack initiation region, and dimple was observed at final fracture region as a ductile fracture mode.

High Temperature Fatigue Strength of the Welded Joint in Exhaust System (배기계 용접이음의 고온피로강도)

  • Chu, Seok-Jae;Lee, Han-Yong;NamKoong, Kyu-Wan
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.32 no.11
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    • pp.1028-1034
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    • 2008
  • The exhaust systems are usually subjected to vibration or shock at high temperatures. The high temperature fatigue tests of the exhaust systems are rarely performed in domestic industries due to limited number of test facility and high test costs. In this paper, the high temperature fatigue test of some part of the exhaust system, not the whole system, is carried out. The resonator located at the central range is heated in the cylindrical electric furnace and the alternating load is applied on the end of the pipe welded to the resonator. The high temperature fatigue strength of the welded joint is obtained. The location of the fatigue crack is different to that in room temperature.

질소첨가 316L 스테인레스 강에서 고온 저주기피로시 발생하는 경화거동

  • 김대환;류우석;김영철;홍준화;최시경
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.11b
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    • pp.463-468
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    • 1996
  • 질소의 함량을 0.04%~0.15% 까지 변화시킨 316L 스테인레스 강으로 공기 중에서 저주기 피로시험을 수행하였다. 전체변형범위 1%, 변형속도 2$\times$$10^3$/sec, 삼각파로 상온 ~$600^{\circ}C$ 온도범위에서 시험을 수행하였다. 상온에서는 사이클이 진행됨에 따라서 연화가 계속해서 발생하지만 온도가 증가하면 초기에 경화가 발생한다. 피로시험 초기에 경화되는 정도와 saturation 응력은 온도가 증가하면 증가한다. 이러한 경화현상은 동적변형시효에 의해서 발생되는 것으로 판명되었다. 질소를 첨가하면 강도는 증가하지만 경화는 감소되었다. 질소에 의한 경화의 감소는 질소가 동적변형시효를 억제하기 때문이다.

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기계재료로 쓰이는 내열강재의 현황

  • 신민교
    • Journal of the KSME
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    • v.26 no.4
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    • pp.284-289
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    • 1986
  • 이들 기기, 장치는 대부분 철강재가 그 근간을 이루고 있지만, 특히 고온부를 형성하는 부재는 내열용 철강과 합금이다. 강을 모재로 하고 고온에서의 강도유지를 위하여 유용한 소랴의 Cr, Mo 등을 합금시킨 저합금내열강이 1차적으로 사용되어 왔으나 사용조건이 고도화 되면서 이들 합금성분 량이 늘어나 주로 Cr 성분을 증가시킨 고 Cr 페라이트계, 그리고 Ni 성분을 다량으로 첨가한 오스테나이트계 내열강이 제 2차, 제 3차대상이 되어 연구 발전되어 왔다. 그 사용한계는 사용 가스등 환경의 영향과 고온의 크리이프나 피로, 파괴에 대한 저항성등에 크게 좌우되지만, 대개 2.25Cr-1Mo 강의 저합금강에서 $550^{\circ}C$, 9~12% Cr인 페라이트계 내열강에서 $^650{\circ}C$ 까지가 한도이며 그 이상온도에서는 오스테나이트계 내열강이 고려의 대상이 되고 있는 것 같다. 이들 고온부에 사용되는 철강 재료를 중심으로 최근의 동향을 주로 금속학적 입장에서 살펴보기로 한다.

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