정상상태 압연공정의 오일러리안 공정해석 모델에 관한 연구들을 종합 정리하였다 본 연구의 유한요소해석 모델은 집합조직의 발전에 따른 이방성과 미세기공의 성장에 따른 기계적 성질의 열성화를 평형방정식에 직접 결합하였다 따라서 집합조직의 발전 및 기공률의 변화를 예측하고 동시에 이방성과 기계적성질의 열성화를 해석에 반영할 수 있다. 더불어 오일러리안 해석에서 형상예측을 위하여 자유곡면 수정법과 유선추적법을 유한요소해석 모델에 결합하였다 본 연구의 공정해석 모델을 평판 압연, 클래드압연, 삼차원 사각단면봉의 압연 및 형상압연에 적용하여 집합 조기의 발전, R-값, 항복곡면, 결함성장 등의 기계적성질의 변화 예측과 클래드 압연시에 이중재 접촉면 형상, 배불림, 형상압연 시의 단면변화 등의 형상변화 예측을 보여주었다.
산업의 발달과 더불어 수송기기를 포함한 각종 구조물의 경량화에 따라 피로파괴에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거에는 피로균열생성과 피로균열전파를 구분하지 않는 S-N (stress-cycles to failure) 피로 개념을 이용하여 구조재의 피로 거동을 이해하고자 하였다. 그러나 최근에는 모든 구조물에는 균열이 존재한다는 가정에서 시작된 파괴역학(fracture mechanics)에 기초한 피로균열성장 개념을 이용하여 피로에 대한 저항성이 큰 구조재를 개발하고 있으며, 구조물의 피로수명을 예측하고 있다. 본 발표에서는 미세조직, 인장특성, 용접이나 부식 환경 등이 금속의 피로 및 피로균열성장(fatigue crack propagation)에 미치는 영향에 대한 논하고자 한다.
지체균열전파(DHC)는 중수로 압력관의 수명에 근 영향을 미치는 중요한 현상 중의 하나이다. 본 연구에서는 열처리를 통하여 압력관 재료인 Zr-2,5Nb의 기계적 성질, 집합조직을 변화시켜 각 인자들이 DHC에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 지체균열전파속도(DHCV)는 항복강도와 경도와 비례한다는 것과 유사한 미세구조와 집합조직을 갖는 Zr-2.5Nb의 경우 항복강도와 Puls의 모델을 이용하여 지체균열전파속도(DHCV)를 예측할 수 있었다. 그리고 secondary cracking이 annealing한 시편들에서는 관찰되었으나 $\beta$열처리 후 급냉한 시편에서는 관찰되지 않았다. 이것의 수소화물 형상의 차이에 의한 것으로 생각된다.
A prediction procedure has been developed to evaluate the microtructures and material properties of heat affected zone (HAZ) in pressure vessel steel weld, based on temperature analysis, thermodynamics calculation and reaction kinetics model. Temperature distributions in HAE are calculated by finite element method. The microstructures in HAZ are predicted by combining the temperature analysis results with the reaction kinetics model for austenite grain growth and austenite decomposition. Substituting the microstructure prediction results into the previous experimental relations, the mechanical material properties such as hardness, yielding strength and tensile strength are calculated. The prediction procedure is modified and verified by the comparison between the present results and the previous study results for the simulated HAZ in reactor pressure vessel (RPV) circurnferential weld. Finally, the microstructures and mechanical material properties are determined by applying the final procedure to real RPV circumferential weld and the local weak zone in HAZ is evaluated based on the application results.
NICI재의 미세조직 및 기계적 성질에 미치는 Ni 첨가원소의 영향을 연구하였다. 선재공장의 열간압연롤재로서의 NICI재는 내열 피로크랙성, 경도값, 인장성질, 내마모성이 매우 중요하다. 주방상태에서 4% Ni 첨가로 주요 기지상인 퍼얼라이트상이 베이나이트상으로 변화되었다. 베이나이트상을 주요 기지상으로 가지는 4% Ni 첨가 NICl재는 퍼얼라이트상을 주요 기지상으로 가지는 통상의 NICI재에 비해서 경도값(HRC 48) 및 인장강도값($72\;kg/mm^2$)이 우수하였으며, 이는 선재압연롤 재료로서 우수한 성능을 발휘할 수 있을 것으로 예측된다.
HAZ (Heat Affected Zone) which occurs during welding thermal cycle has an important effect on the mechanical properties of the weld metal. So there were many efforts to develop the model which is able to predict the microstructure and mechanical properties in weld HAZ and lots of metallurgical models have reported since early 1940. These models are justifiable based on the reasonable assumption and analytical approach, but they also have limitation by interesting alloying system and assumption in each literature. Therefore, this study summaries the previous models for prediction of properties in weld HAZ. Then several issues to solve for developing the more reliable model were proposed.
흉부 X선 영상을 판독함에 있어서 중요한 정보중의 하나로 폐실질의 조직 특성이 이용된다. X선 영상에서 뼈 혹은 심장, 굵은 혈관등은 X선의 투과율이 적어 시각적으로 밝고 균일한 재질로 나타나며, 공기가 채워져 있는 폐실질은 어둡고 산소/이산화탄소 교환에 관계되는 미세한 조직들에 따라 균일하지 않은 재질로 나타나는 특성을 보이고 있다. 본 연구에서는 공간적인 주위조직의 경보를 이영하여 현지의 부분을 예측하여 인식하도록 수정된 경쟁 순환 신경망을 이용하여 흉부 X선 영상에서의 순수한 폐실질 부위를 영역 분할한다.
WC-Co 초경합금의 항자력과 자기포화도를 평가하여 합금조직과 이에 따른 기계적 성질의 예측에 관해 연구하였다. WC 입경이 다르고 탄소함량 및 소결온도가 다른 WC-8%-Co 초경합금을 분말 야금법에 의해 제조하였다. 항자력과 자기포화도와 같은 WC-Co 합금의 자기적 특성은 합금조성 및 조직에 크게 의존하였다. 미소한 합금탄소량의 변화와 WC 입도의 차이에 의해서도 WC-Co 합금의 자기적 특성과 경도 및 항절력이 크게 변화하였다. WC 입도가 미세할수록 소결합금의 항자력과 경도는 증가하였고, 항자력은 경도의 증가와 비례하였다. WC-8%Co 합금의 화학 양론적 조성 아래로 카본함량이 감소하면 자기포화도와 항절력이 떨어지고 $\eta$상의 체적률도 꾸준히 증가하였다. WC-Co 합금에 있어서 자기포화도는 항자력과 반비례하였다.
최근 수송기기 및 전자부품산업에서의 성능향상 요구에 따라 경량고강도 비철금속재료의 수요가 증대되고 있다. 특히, 세계적으로 에너지 절약 및 환경 공해 규제가 대폭 강화됨에 따라 자동차, 항공기 등 수송기기의 소재경량화 소재로 낮은 밀도 기계적 가공성이 우수한 마그네슘 합금이 각광을 받고 있다. 그러나 Mg합금은 알루미늄 합금과는 달리 보호성 산화피막이 형성되지 않아 내식성 및 고온강도가 매우 취약하다. 이를 보안하기 위해서 본 연구에서는 마그네슘의 강도 개선을 위한 원소로써 고용강화 원소로 많이 쓰이는 Zn과 입자 미세화로 인한 항복강도를 증가시키는 Mn의 3원계 합금에 고온에서 안정한 Mg2Sn상이 형성되는 Sn을 첨가하여 시효처리에 따른 기계적 특성과 미세조직을 관찰하였다. 실험 이전에 Pandat Program에 의한 열역학적 분석을 바탕으로 Mg-Zn-Mn 및 Mg-Zn-Mn-Sn의 상태도 계산 및 MgZn와 Mg2Sn 석출분율을 예측하였다. 열역학 계산을 통해 도출된 석출온도를 통해 Mg-Zn-Mn 및 Mg-Zn-Mn-Sn 합금의 열처리에 따른 경도 및 미세구조를 관찰하였다. 또한, 기계적 특성을 평가하기 위해 상온 및 고온 인장시험을 실시하였고 XRD, SEM을 이용하여 석출상을 분석하였다.
EMAT는 비접촉으로 초음파를 송수신 할 수 있는 탐촉자로서 시험체와 탐촉자간의 접촉을 위한 매개 물질이 필요치 않으므로, 움직이고 있는 물체에 초음파탐상법을 적용하고자 하는 분야와 초음파의 속도를 정밀하게 측정하고자 하는 분야에 주로 응용된다. 구체적으로는 길이가 긴 튜브류의 결함 탐상, 용접중인 재료의 용접상태 감시, 기차바퀴 및 레일의 결함 탐상, 고온상태인 재료의 결함 탐상 등이 비접촉 특성을 이용하여 적용될 수 있는 분야이며, 재료의 집합조직 및 소성이방성의 측정, 재료의 미세조직 및 기계적 강도의 예측, 그리고 잔류응력의 측정 등이 정밀한 초음파속도 및 감쇠의 측정으로부터 적용될 수 있는 분야이다. EMAT가 일반적인 접촉식초음파탐상법에 비하여 특별한 분야에의 응용에 큰 장점을 가지고 있지만, 낮은 에너지 전환효율, 넓은 불감영역, 그리고 사용주파수의 한계 등의 문제를 가지고 있기 때문에 기존의 접촉식 방법의 적용이 용이한 분야에의 적용은 필요하지 않다. 그러나 특별한 목적과 용도에의 적용 필요성이 생길 경우에는 적절한 연구를 통하여 알맞은 탐촉자를 제작하고 탐상 방법을 개발함으로서 본래의 목적에 알맞은 탐상이 수행될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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