• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.30 no.6
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• pp.709-715
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• 2006

The effects of thermal cycle condition and applied stress on the intergranular corrosion in austenitic 316 type stainless steels were investigated. Specimens were solution-treated at 1100$^{\circ}C$ for one hour and then sensitized in the temperature range of $500{\sim}800^{\circ}C$ by holding $2{\sim}300s$ with a various applied stresses of $0{\sim}8kg/mm^2$. Degree of sensitization. DOS %, was measured through polarization curve by electrochemical DL-EPR test. Microstructural observations were also conducted DOS % increased with an increase of sensitization temperature and/or holding time. Increase of applied stress resulted in increase of DOS % and more corroded surface because of acceleration of intergranular corrosion and fine grain size due to the stress. Cr depleted zone near grain boundary was observed. The amount of depletion was profounded with an increase of sensitization temperature, holding time and applied stress. $M_{23}C_6$ carbides were precipitated discontinuously at grain boundary. However, its amount was relatively small in the thermal cycle condition of 800$^{\circ}C$, 300sec and 4kg/mm$^2$.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.18 no.7
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• pp.1664-1673
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• 1994

As a fundamental study on effects of thermal-cycles on residual stress of ceramics/metal joints, residual stresses in $Si_3N_4$/SUS304 joint specimens were measured before and single thermal-cycle by X-ray diffraction method and finite element method(FEM). The residual stress was found to increase after single thermal-cycle, which was agreeable with the results of residual stress measurement by X-ray diffraction method and residual stress analysis by finite element method. After the residual stress measurement, 4-point bending tests were performed. The relationship between the bending strength, the thermal-cycle temperature and hold time was examined. The bending strength was found to decrease with the increase of residual stress in linear relation.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.265-269
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• 2003

Sn(또는 SnAg)/Ni(P)와 Sn/Cu 계의 열사이클동안 형성되는 금속간화합물에 의해 유기되는 응력의 변화를 in-situ로 관찰하였다. Sn(또는 SnAg)/Ni(11.7P) 박막은 계면반응으로 인해 $Ni_3P$와 $Ni_3Sn_4$ 상이 형성되고 이때 인장응력이 발생하였으며, 한편, Sn(또는 SnAg)/Ni(3P) 박막의 계면반응에 의해서는 동일한 $Ni_3P$와 $Ni_3Sn_4$ 상이 형성됨에도 불구하고 압축응력이 발생하였다. SmAg를 사용할 때 형성되는 $Ag_3Sn$이 응력에 미치는 영향은 거의 없었다. Sn/Cu 박막의 경우는 계면반응 초기에는 인장응력이 발생하였고 어느 정도 이상 반응이 진전됨에 따라 압축응력이 발생하였고 최종적으로 $Cu_3Sn$ 상이 형성되었다. 초기의 인장응력은 계면에서 원자들의 intermixing 베 의한 것이고 압축응력은 Sn 방향으로 일방향 성장하는 금속간화합물 형성에 기인한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.7
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• pp.911-917
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• 2010

In this study, we performed structural and fatigue analyses of the engine exhaust manifold that was subjected to thermo-mechanical cyclic loading. The methodologies used in this study are based on an approach in which the techniques for modeling the exhaust system, the temperature-dependent properties of the material, and thermal cyclic loading are taken into consideration and a reliable strategy is adopted for failure prediction. An application example shows that at an elevated temperature, considerable compressive plastic deformation is observed and that at a low temperature, tensile stresses remain in those parts of the test exhaust manifold where failure is observed. In order to predict fatigue life, mechanical damage is determined on the basis of the stress.strain hysteresis loops by using the classical Coffin.Manson equation and by adopting a method in which the dissipated plastic energy is taken into consideration.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.21 no.10
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• pp.1541-1550
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• 1997

Since the ceramic/metal joint material is made at a high temperature, the residual stress develops when it is cooled from bonding temperature to room temperature due to remarkable difference of thermal expansion coefficient between ceramic and metal. As residual stress at ceramic/metal joints influences the strength of joints, it is important to estimate residual stress quantitatively. In this study, it is attempted to estimate joint residual stress of Si$_3$N$_4$STS304 joints quantitatively and to compare the strength of joints. The difference of residual stress is measured when repeated thermal cycl is loaded, under the conditions of the practical use of the ceramic/metal joint. The residual stress increases at 1 cycle of thermal load but decreases in 3 cycles to 10 cycles of thermal load. And 4-point bending test is performed to examine the influence of residual stress on fracture strength. As a result, it is known that the stress of joint decreases as the number of thermal cycle increases.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.37 no.2
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• pp.118-126
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• 2000

TMCP steel has been widely used to construct ships and offshore structures. When it comes to ship and offshore structures, corrosion fatigue damages caused by sea water and fatigue occurred by wave-induced forces usually go on occurring simultaneously. So the fatigue life in corrosion environment is decreased markedly in comparison with that in air. The fatigue crack in corrosion easily initiates on welded joints of structure like as the fatigue crack in air. Therefore it is very important to study the fatigue properties of those of their welded joints as well as steel plates. In this study, rotary bending fatigue tests have been performed to investigate fatigue crack initiation and behavior of fatigue crack growth on CO2 gas weld HAZ of TMCP steel. The fatigue test used the specimens with various stress concentration factors in air and 3% NaCl solution

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.73-73
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• 2010

합금원소가 다량 첨가된 고합금강, 스테인리스강, Ni기 초내열합금 등은 용접시 혹은 후열처리 동안 열영향부 (HAZ: heat-affected-zone)에서 결정립계를 따라서 액화균열이 종종 발생한다. 이러한 액화균열은 급속한 가열시 HAZ의 결정립계가 국부적으로 용융되어 액상필름을 형성하고, 냉각시 수축으로 인한 인장구속응력에 의해 필름을 따라서 균열이 발생하여 생성된다. HAZ 결정립계 액화는 탄화물, 황화물, 인화물, 보론계 화합물 등이 급가열시 기지와의 반응에 의해 표피 액상을 형성하는 조성적 액화 (constitutional liquation)에 의한 액상의 결정립계 침투로 설명되거나, 결정립계 자체의 용융점을 상당량 낮추는 보론(B), 인(P), 황(S)등의 편석에 의한 국부적 입계 용융으로 주로 연관 지어 해석한다. HAZ 액화균열은 고온 입계균열 현상이므로, 결정립계의 특성에 따라 크게 영향을 받으며 결정립계 character 설계에 의해 액화균열 저항성을 개선시킬 수 있음을 유추할 수 있다. 한편, 본 연구자들은 최근 Ni기 초내열합금에 있어 입계 serration 현상을 새롭게 발견하였으며, 이론적 접근법을 통해 serration을 위한 특별한 열처리 방법을 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, 보론 편석 및 HAZ 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. SIMS (secondary ion mass spectrometry)를 이용하여 열처리 직후 결정립계 보론편석 정도를 비교하였다. 파형입계 시편의 경우, 일반직선형 시편에 비해 결정립계에 보론편석 저항성이 우수함을 확인할 수 있었다. 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세조직을 정량적으로 분석하였다. 파형입계 시편 및 일반직선형 시편 모두 최고온도 $1060^{\circ}C$이상부터 입계 탄화물이 기지내로 완전 용해되고 입계가 액화되기 시작하였다. 최고온도별로 입계액화비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 훨씬 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화된 필름이 입계를 따라 전파되지 않고 부분적으로 단락되어 있음이 관찰되었다. 액화시험 후 투과전자현미경을 이용한 EDS (energy dispersive spectrometry) 분석을 통해 결정립계 액화의 주요원인은 입계 $M_{23}C_6$의 조성적 액화반응 보다는 보론 편석 (원자 및 $M_{23}(CB)_6$)으로 인한 결정립계 국부용융이 더 유력함을 유추할 수 있었다. 따라서 상기 결과로부터 입계구조가 안정되어 계면에너지가 낮은 파형입계가 보론편석에 대한 저항성이 우수하였으며, 이러한 결과는 액화 저항성에 대응되어 영향을 미침을 알 수 있었다. 게다가 파형입계에 액상 필름이 생성되더라도 낮은 계면에너지에 의해 비롯된 상대적으로 낮은 적심성 (wettability)에 의해 필름이 쉽게 전파되지 않음을 'Smith 입계 wetting 이론'을 이용하여 해석할 수 있었다.