• 대한기계학회논문집A
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• 제26권3호
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• pp.521-527
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• 2002

In this paper, tensile behavior and low cycle fatigue behavior of 316L stainless steel which is currently favored structural material for several high temperature components such as the liquid metal cooled fast breeder reactor (LMFBR) were investigated. Research was performed at 55$0^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ and $650^{\circ}C$ since working temperature of 316L stainless steel in a real field is from 40$0^{\circ}C$ to $650^{\circ}C$. From tensile tests performed by strain controls with $1{\times}10^{-3}/s,\; l{\times}10^{ -4}/s \;and\; 1{\times}10/^{ -5}/ s $ strain rates at each temperature, negative strain rate response (that is, strain hardening decreases as strain rate increases) and negative temperature response were observed. Strain rate effect was relatively small compared with temperature effect. LCF tests with a constant total strain amplitude were performed by strain control with a high temperature extensometer at R.T, 55$0^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $650^{\circ}C$ and total strain amplitudes of 0.3%~0.8% were used and test strain rates were $1{times}10^{-2} /s,\; 1{times}10^{-3} /s\; and\; 1{times}10^{-4} /s$. A new energy based LCF life prediction model which can explain the effects of temperature, strain amplitude and strain rate on fatigue life was proposed and its excellency was verified by comparing with currently used models.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권2호
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• pp.83-88
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• 2018

Additive manufacturing (AM) technologies have attracted wide attention as key technologies for the next industrial revolution. Among AM technologies using various materials, powder bed fusion (PBF) processes and direct energy deposition (DED) are representative of the metal 3-D printing process. Both of these processes have a common feature that the laser is used as a heat source to fabricate the 3-D shape through melting of the metal powder and solidification. However, the material properties of the deposited metals differ when produced by different process conditions and methods. 17-4 precipitation-hardening stainless steel (17-4PH SS) is widely used in the field of aircraft, chemical, and nuclear industries because of its good mechanical properties and excellent corrosion resistance. In this study, we investigated the differences in microstructure and mechanical properties of deposited 17-4PH SS by PBF and DED processes, including the heat treatment effect.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.17-22
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• 2007

Low-cycle environmental fatigue tests of cast austenitic stainless steel CF8M at the condition of fatigue strain rate 0.04%/sec were conducted at the pressure and temperature, 15MPa, $315^{\circ}C$ of a operating pressurized water reactor. The used test rig was limited to install an extensometer at the gauge length of the cylindrical fatigue specimen inside the small autoclave. So the magnet type LVDT's were used to measure the fatigue displacement at the specimen shoulders inside the high temperature and high pressure water autoclave. However, the displacement and strain measured at the specimen shoulders is different from the one at the gauge length for the geometry and the cyclic strain hardening effect. FEM calculated the displacement and the strain of the gauge length from the data measured at the shoulders. Tensile test properties in elastic and plastic behavior of CF8M material were used in the FEM analysis. A series of low cycle fatigue tests simulating the cyclic strain hardening effect verified that the FEM calculation was well agreed with the simulated tests. The process and method developed in this study would be so useful to produce reliable environmental fatigue curves of CF8M stainless steel in pressurized water reactors.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권2호
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• pp.177-185
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• 2008

Low-cycle environmental fatigue tests of cast austenitic stainless steel CF8M at the condition of fatigue strain rate 0.04%/sec were conducted at the pressure and temperature, 15MPa, $315^{\circ}C$ of a operating pressurized water reactor (PWR). The used test rig was limited to install an extensometer at the gauge length of the cylindrical fatigue specimen inside a small autoclave. So the magnet type LVDT#s were used to measure the fatigue displacement at the specimen shoulders inside the high temperature and high pressure water autoclave. However, the displacement and strain measured at the specimen shoulders is different from the one at the gauge length for the geometry and the cyclic strain hardening effect. Displacement of the fatigue specimen gauge length calculated by FEM (finite element method) used to modify the measured displacement and fatigue life at the shoulders. A series of low cycle fatigue life tests in air and PWR conditions simulating the cyclic strain hardening effect verified that the FEM modified fatigue life was well agreed with the simulating test results. The process and method developed in this study for the environmental fatigue test inside the small sized autoclave would be so useful to produce reliable environmental fatigue curves of CF8M stainless steel in pressurized water reactors.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권8호
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• pp.1398-1408
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• 2003

Tensile and LCF(low cycle fatigue) tests were carried out in air at wide temperature range 20$^{\circ}C$-750$^{\circ}C$ and strain rates of 1${\times}$10$\^$-4//s-1${\times}$10$\^$-2/ to ascertain the influence of strain rate on tensile and LCF properties of prior cold worked 316L stainless steel, especially focused on the DSA(dynamic strain aging) regime. Dynamic strain aging induced the change of tensile properties such as strength and ductility in the temperature region 250$^{\circ}C$-600$^{\circ}C$ and this temperature region well coincided with the negative strain rate sensitivity regime. Cyclic stress response at all test conditions was characterized by the initial hardening during a few cycles, followed by gradual softening until final failure. Temperature and strain rate dependence on cyclic softening behavior appears to result from the change of the cyclic plastic deformation mechanism and DSA effect. The DSA regimes between tensile and LCF loading conditions in terms of the negative strain rate sensitivity were well consistent with each other. The drastic reduction in fatigue resistance at elevated temperature was observed, and it was attributed to the effects of oxidation, creep and dynamic strain aging or interactions among them. Especially, in the DSA regime, dynamic strain aging accelerated the reduction of fatigue resistance by enhancing crack initiation and propagation.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.41-41
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• 2018

안정적이고 효율적인 전력 공급을 위해 번화가 대로변 주변에 다수의 지상 변압기 및 개폐기가 설치되고 있으며, 이로 인해 불법 부착물로 인한 도시의 미관 훼손, 변압기 및 개폐기의 오염 등의 문제가 발생하고 있다. 따라서 각 산업체 및 연구 기관에서는 부착 방지용 코팅 도료 및 시트에 대해 다양한 연구개발을 진행하고 있으며, 현장에 적용되고 있는 사례도 있다. 하지만 현재 현장에 적용된 대부분의 제품들은 약 1년 정도의 시간이 지나면 고유의 기능을 상실하며, 도료 및 시트와 기판 사이의 박리가 일어나 우수한 성능을 보이지 않아, 결과적으로 도시에 더욱더 악영향을 주고 있다. 이러한 원인으로는 도료 및 시트의 성능 평가를 위한 다양한 규격들이 존재하지만, 테이프류 탈착 시 영향을 주는 인자(Factor)들이 명확하게 설정되어 있지 않고, 이에 대해 면밀하게 분석한 자료가 없으며, 정량적이고 객관적인 시험 방법이 고려되지 않고 있기 때문에 좋은 제품을 선별하기 어려운 상황이다. 따라서 여러 가지 제품들의 비교평가 및 기술 개발에 활용할 수 있는 가이드라인을 제시하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 면테이프(Duct tape)를 이용하여 기판(Substrate)에 대해 다양한 인자를 기준으로 탈착 특성을 측정 및 평가하였다. 현재 지상 배전함 및 개폐기는 분체도장(Powder coating)으로 구성되어져 있으며, 그 모재는 탄소강(Carbon steel)으로 이루어져 있고, 소수의 경우 스테인리스(Stainless steel)를 사용하기 있기 때문에 분체도장(Powder coating), 탄소강(Carbon steel), 스테인리스(Stainless steel)를 기판으로 선정하여 탈착 특성을 평가했다. 탈착 특성에 관여하는 요인으로는 탈착 각도(Peeling angle), 탈착 속도(Peeling speed), 표면 조도(Surface roughness) 등이 있고, 상대 습도(Relative humidity)의 경우 탈착 특성에 영향을 거의 주지 않는 것을 확인했다. 탈착 시 각도가 클수록, 속도가 빠를수록, 조도가 작을수록 부착력(Peel resistance, N/cm)과 탈착 에너지(Energy, J)가 커지며, 탈착 특성에 영향을 주는 인자를 바탕으로 95% 신뢰도 구간을 적용한 탈착특성 모델링을 제시하였다. 이 모델링을 이용하여 실제 현장에서 발생할 수 있는 다양한 각도($90^{\circ}$, $180^{\circ}$)와 속도 범위(100 ~ 1500mm/min)에서의 탈착 특성을 추정하는 것으로, 좋은 성능 및 내구성을 가진 제품을 효과적으로 선별한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.265-271
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• 2014

304L 스테인리스강판은 멤브레인타입 LNG선 단열시스템의 1차 방벽으로 이용된다. 304L 스테인리스강은 변태유기소성(TRIP)강으로 복잡한 재료거동을 보이는데, 이는 소성변형이 발생하는 동안 상변태를 경험하기 때문이다. 본 연구에서는 304L 스테인리스 강의 비선형 기계적 거동분석을 위한 온도의존 일축인장시험을 수행하였으며 재료의 파단이나 비선형 거동을 예측하기 위한 점소성모델을 제안하였다. 수치해석의 결과와 시험 결과를 비교 분석하여 유효성을 검증하였으며 LNG 멤브레인에 대한 적용성을 검토하기 멤브레인 구조시편을 제작하여 구조해석 및 유한요소해석을 수행하였다. 재료모델은 개발 서브루틴을 이용하였으며 ABAQUS 사용자지정 재료 서브루틴을 탑재한 유한요소해석 결과와 극저온 구조인장시험을 수행한 결과를 비교하여 구조적용성을 검증하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권3호
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• pp.579-588
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• 2018

소재들에는 플라스틱 수지와 섬유 및 단일 금속 등으로 만들어진 소재들과 경량 특성들을 가지는 복합소재, 각 소재들의 장점들을 취합하여 내구성을 극대화시키는 방식의 이종재료 등이 있다. 본 연구에서는 경량 복합소재인 CFRP에 주목하여 단일 소재로서 보편적으로 쓰이는 소재들인 스테인리스 강, 알루미늄과의 강도 특성을 CFRP와 비교 및 분석하고, 데이터를 확보하기 위해 각 소재 별로 동일한 규격의 소형 인장 시험편(C-T specimen)을 설계하여 시뮬레이션 인장 해석 연구를 수행하였다. 연구 결과, CFRP 시험편 모델의 경우 최대 변형량은 약 0.0148mm, 최대 응력은 약 59.104MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00529mJ로 나타났으며, 스테인리스 강 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.0106mm, 최대 응력은 약 42.22MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.002699mJ로 나타났고, 알루미늄 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.023mm, 최대 응력은 약 33.29MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00464mJ로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 도출한 데이터들을 향후 복합소재에 대한 연구에서 기초적인 데이터로서 활용하고자 하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.189-191
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• 2005

Dissimilar joining of AI 6013-T4 alloys and austenite stainless steel was carried out using friction stir welding technique. Microstructures near the weld zone and mechanical properties of the joint have been investigated. Microstructures in the stainless steel side and AI alloy were depended on the thermo-mechanical condition which they received. TEM micrographs revealed that the interface region was composed of the mixed layers of elongated stainless steel and ultra-fine grained AI alloy and intermetallic compound layer which was identified as the $Al_{4}Fe$ with hexagonal close packed structure. Mechanical properties were lower than those of 6013 AI alloy base metal, because tool inserting location was deviated to AI alloy from the butt line, which resulted in the lack of the stirring.

• 기계저널
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• 제28권6호
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• pp.547-555
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• 1988

강재의 기계 가공성(피삭성 : machinability)에 영향을 미치는 요인은 많다. 그러나 가장 큰 요 인은 치금학적 인자로서 그 중에서도 화학성분, 열처리 조직 및 냉간 가공 등이다. 화학성분은 재료의 기계적 성질(강도, 인성), 열처리 조직, 개재물 종류 및 공구재와의 친화성 등에 영향을 크게 미친다. 이러한 치금학적 인자도 재료의 가공방법 및 가공성 평가 기준에 따라 정 또는 부의 효과를 나타낸다. 바꿔 말하면 아무리 어려운 가공 작업이라도 모든 요인을 고려한다면 최적의 조건을 얻을 수 있다고 할 수 있다. 앞으로의 기계 가공성 개선 연구 방향으로는 재료의 특성을 해치지 않고 기계 가공성을 개선시키는 것과 특수원소 첨가(Te, Se, Bi 등)에 의한 기계 가공성 향상 및 난삭 재료인 고경도 강재, 고 Mn 강, 스테인리스계 및 초내열 합금 등의 기계 가공성 개선이 될 것이라고 판단된다.