• Composites Research
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• v.23 no.5
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• pp.30-38
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• 2010

Observing of GMT-Sheet in molding conditions, we have investigated unexpected phenomenons of moldings surface. In microscope investigation, we observe that there exist deficiencies on the surface of GMT-Sheet moldings, such as the spherulite, fiber projection, crack, fiber exposure, micro-weldline, pinhole and winding. They are caused to arise unevenness and phenomenons influence polish on surface. Especially, the major cause of the unevenness, effected to surface roughness, is a shrinking of matrix in the process of holding pressure and cooling temperature. The higher holding pressure load in a molding process and the lower demolding temperature in an annealing experiment, the better GMT-Sheet moldings improved its appearance.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.17 no.2
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• pp.93-103
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• 1981

It is well-known that nowadays heat resisting and anti-corrosive materials have been widely used as the components materials of gas turbines, nuclear power plants and engines etc. In the fields of machine production industry. And materials for engine components, like as the exhaust valve of internal combustion engine, have been required to operate under the high temperature range of $700^{\circ}C$-$800^{\circ}C$ and high pressured gas with repeated mechanical load for the high performance of engines. For these components, friction welding for bonding of dissimilar steels can be applied for in order to obtain process shortening, production cost reduction and excellent bonding quality. And age hardening recently has been noticed to the heat resisting materials for further strengthening of high temperature strength, especially high temperature fatigue strength. However, it is difficult to find out any report concerning the effects of age hardening for strengthening high temperature fatigue strength to the Friction welded heat resisting and anti-corrosive materials. In this study the experiment was carried out as the high temperature rotary bending fatigue testing under the condition of $700^{\circ}C$ high temperature to the friction welded domestic heat resisting steels, SUH3-SUS303, which were 10hr., 100hr. aging heat treated at $700^{\circ}C$ after solution treatment 1hr. at $1, 060^{\circ}C$ for the purpose of observing the effects of the high temperature fatigue strength and fatigue fracture behaviors as well as with various mechanical properties of welded joints. The results obtained are summarized as follows: 1) Through mechanical tests and micro-structural examinations, the determined optimum welding conditions, rotating speed 2420 rpm, heating pressure 8kg/mm super(2), upsetting pressure 22kg/mm super(2), the amount of total upset 7mm (heating time 3 sec and upsetting time 2 sec) were satisfied. 2) The solution treated material SUH 3, SUS 303, have the highest inclination gradient on S-N curve due to the high temperature fatigue testing for long time at $700^{\circ}C$. 3) The optimum aging time of friction welded SUH3-SUS 303, has been recognized near the 10hr. at $700^{\circ}C$ after the solution treatment of 1hr. at $1, 060^{\circ}C$. 4) The high temperature fatigue limits of aging treated materials were compared with those of raw material according to the extender of aging time, on 10hr. aging, fatigue limits were increased by SUH 3 75.4%, SUS 303 28.5%, friction welded joints SUH 3-SUS 303 44.2% and 100hr. aging the rates were 64.9%, 30.4% and 36.6% respectively. 5) The fatigue fractures occurred at the side of the base matal SUS303 of the friction welded joints SUH 3-SUS 303 and it is difficult to find out fractures at the friction welding interfaces. 6) The cracking mode of SUS 303, SUH 3-303 is intergranular in any case, but SUH 3 is fractured by transgranular cracking.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.75-82
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• 2005

Recently the needs of high reliable substances of high strength and high ductility are gradually increased with the development of aerospace industry. The characteristics of maraging steel has high ductililty, formability, corrosion resistant and high temperature strength and is easy to fabricate, weld and treat with heat, and maintain an invariable size even after heat treatment. e steels are furnished in the solution annealed condition and they achieve full properties through martensitic precipitation aging a relatively simple, low temperature heat treatment. As is true of the heat treating procedures, aging is a time/temperature dependent reaction. Therefore, the objective of this stud)'was consideration of fatigue characteristics according as Nb(niobium) content and time/temperature of heat treatment change. Also the stress analysis, fatigue lift, and stress intensity factor were compared with experiment results and FEA(finite element analysis) result. The maximum ftresses of)( Y, and Z axis direction showed about $2.12\times$10$^{2}$MPa, $4.40\times$10$^{2}$MPa and $1.32\times$10$^{2}$MPa respectively. The fatigue lives showed about $7\%$ lower FEA result than experiment result showing almost invariable error every analyzed cycle. Stress intensity factor of the FEA result was lower about $3.5~ 10\%$ than that of the experiment result showing that the longer fatigue crack ten添 the hi인or error. It considered that the cause for the difference was the modeled crack tip having always the same shape and condition regardless of the crack growth.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.11 no.6
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• pp.953-962
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• 1987

Domestic dissimilar structural steels, SM 45 C and SUS304 were friction welded under optimal welding condition and the micro-artificial holes were drilled at SM 45 C base metal, SM 45 C HAZ, welded zone, SUS 304 HAZ, and SUS 304 base metal for fatigue behavior tests. In this study, the fatigue limit and the behavior of micro-crack propagation, crack propagation rate, and its dependency on stress intensity factor under the low stress level and high stress level of bending stress have been investigated. The results obtained are as follows. (1) The fatgiue strength of the portion of SM45C B.M., SM45C HAZ, welded zune, SUS304 HAZ and SUS304 B.M. on notched friction welded specimens are 20 kgf/mm$^{2}$, 32 kgf/mm$^{2}$, 27kgf/mm$^{2}$, 29kgf/mm$^{2}$, and 29kgf/mm$^{2}$, respectively. (2) The fatigue strength of welded zone of unnotched and notched specimens are 32.5kgf/mm$^{2}$, and 27kgf/mm$^{2}$, respectively. (3) Micro-crack initiation in the welded zone, HAZ, and each base metals occurrs simultaneously in front and rear of micro-hole tips in the view of the rotational directions. (4) Fatigue crack propagates more slowly in the welded zone than in another protions of specimen, regardless of the magnitude of the stress level. (5) Fatigue crack propagation rates were plotted as a function of stress intensity range. The value of m in the equation da/dN=C(.DELTA.K)$^{m}$ was found to range from 2.09-2.55 in this study.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.23 no.2
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• pp.133-139
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• 2003

In order to extend the life time of building and civil infra-structure, nowadays, patch type fibrous composite materials are widely used. Repaired concrete columns and beams gain the stiffness and strength, but they lose toughness and show brittle failure. Usually, the cracks of concrete structures are visible with naked eyes and the status of the structure in the life cycle is estimated with visible inspection. After repairing of the structure, crack visibility is blocked by repaired carbon sheets. Therefore, structural monitoring after repairing is indispensible and self diagnosis method with optical fiber sensor is very useful. In this paper, peel-out effects is detected with optical fiber sensors and the strain difference between main structure and repaired carbon sheets when they separate each other.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.19-19
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• 2009

최근, 유한한 에너지 자원의 한계와 지구 온난화 등으로 세계의 제조 산업은 새로운 국면을 맞이하고 있으며, 특히, 자동차 산업은 화석연료를 주 에너지원으로 사용한다는 점과 이 연료를 연소시킬 때 발생하는 이산화탄소가 지구 온난화의 주된 원인이 될 수 있다는 점에서 상기 문제들을 해결하기 위한 다양한 방법에 주목하고 있다. 그 중에서 자동차의 생산기술 측면에서 볼 때, 가장 중요한 이슈는 차체 경량화다. 자동차 차체는 자동차를 구성하고 있는 여러 가지 부품 중에서 약 40% 정도의 무게 비율을 차지하고 있기 때문에, 차체 경량화는 연비향상과 이산화탄소 배출가스 감소와 직접적인 관계를 가지고 있다. 다양한 차체 경량화 방법 중에서 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법이 경량소재 적용에 의한 경량화 방법이다. 현재, 탄소섬유 강화 플라스틱과 같이 무게 절감 비율을 최대화 할 수 있는 소재들도 개발되어 일부 적용되고 있지만, 일반적으로 차체 경량화 소재로 가장 널리 사용되고 있는 소재는 알루미늄 합금이며, 이에 대한 차체 적용 비율이 점차로 높아지는 추세에 있다. 이에, 본 연구에서는 알루미늄 합금이 차체에 적용되었을 때의 장단점을 살펴보고, 알루미늄 합금을 적용한 차체 생산과정에서 유의해야 될 사항들과 이를 바탕으로 하는 생산성 극대화 방안에 대하여 고찰하였다. 먼저, 기존의 알루미늄 저항 점 용접공법의 단점을 최소화하고 대량생산 체계에 적합하도록 개발된 새로운 개념의 저항 점 용접 시스템에 대해 그 성능과 양산성을 검증하였다. 구리 전극과 알루미늄 피용접물 사이에 프로세스 테이프를 삽입하여 용접하는 이 시스템은 열전도성이 큰 알루미늄 용접부에서 저전류의 조건에서도 효과적으로 균일한 발열현상이 발생하게 하였으며, 전극 팁 드레싱 없이 모든 용접점이 항상 동일한 조건에서 용접이 이루어질 수 있도록 하였다. 용접 조건 설정에 있어서도 용접전류가 통전되는 순간에 전극 가압력을 자유로이 변형시켜 용접부 크랙 발생을 최소화할 수 있음을 확인하였다. 알루미늄의 또 다른 대표적인 접합방법인 아크용접에 있어서는 용접 입열량을 조절하여 용접변형을 최소화 할 수 있는 아크용접 시스템에 대해 양산성과 적용 타당성을 검토하였다. 와이어 송급 방향을 자유자재로 바꿀 수 있는 이 시스템의 특성에 의해 스패터를 최소화하면서 용융금속이 효과적으로 모재에 금속이행 될 수 있음을 확인하였으며, 판재, 압출재, 및 다이캐스팅재 등 다양한 차체 소재에 대한 용접 가능성 및 미그-레이저 하이브리드 용접과의 비교분석을 통하여 차체 박판 용접에서도 최소의 열변형으로 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.