• Title/Summary/Keyword: 입계파괴

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R-Curve Behavior and Mechanical Properties of Al2O3 Composites Containing SiC and TiC Particles (SiC와 TiC 입자를 함유하는 Al2O3 입자복합체의 균열저항거동과 기계적 성질)

  • Na, Sang-Woong;Lee, Jae-Hyung
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.39 no.4
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    • pp.413-419
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    • 2002
  • Particulate composites of $Al_2O_3$/TiC/SiC, $Al_2O_3$/TiC and $Al_2O_3$/SiC have been fabricated by hot pressing and their R-curve behaviors and mechanical properties were investigated. $Al_2O_3$ containing 30 vol% TiC particles showed higher toughness by 8% than that for monolithic alumina and its fracture strength was increased significantly by approximately 30%. On the other hand, the addition of 30 vol% SiC of $3{\mu}m$ in $Al_2O_3$ decreased the fracture strength slightly but induced a rising R-curve behavior owing to the strong crack bridging of SiC particles. In case of $Al_2O_3$/TiC/SiC, arising R-curve behavior was also observed and the fracture toughness reached 6.6 MPa${\cdot}\sqrt{m}$ at the crack length of $1000{\mu}m$, which was lower than that of $Al_2O_3$/SiC, however, while the fracture strength was higher by about 20%. The fracture toughness seemed to be decreased as smaller TiC particles roughened the SiC interface and pullout of the SiC particles for crack bridging became less active.

Creep Behaviours of 9% Ni Alloy (Ni 합금강의 크리프 거동)

  • Hwang, Kyung-Choong;Kim, Jong-Bae;Kang, Sung Soo
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.13 no.4
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    • pp.89-94
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    • 2008
  • Purpose: To observe the high temperature creep test and the fracture surface of the samples of 9% Ni alloy steel generally used for all kinds of mahine parts and predict the durability of that by determining a constant of C with a Larson-Miller variable. Methods: The equipment of this test was made into lever-beam style designed by Andrade and F. Garofalo et al.. The condition of creep test was set under 16 kinds of conditions after fixing 4 kinds of temperature condition and 4 kinds of stress condition to check how it effects the samples. Results: The temperature of creep test was increased, the stress index (n) of creep deformation was gradually decreased from 3.97 to 3.55. The activation energy of creep deformation was decreased from 90.39 to 83.64 kcal/mol when the stress was increased. A constant of C value by calculation of larson-Miller variable was about 22 and if temperature for use is suggested, the durability could be calculated. Conclusions: By analyzing the fracture phenomenon and suggesting the observation result of the fracture surface of the samples and creep test of 9% Ni alloy steel, the basic design data for the practical use of accessories in the field of equipment could be constructed and used to predict the durability of the equipment.

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A study on the effect of Ni-rich phase on the stress-rupture properties of Ni microalloyed W (W 활성소결체의 Ni-rich 상의 양이 응력 파단 성질에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Park, Dae-Gyu;Kim, Su-Seong;Lee, Kyung-Sub
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.2 no.4
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    • pp.270-278
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    • 1992
  • The effect of Ni-rich phase on the stress-rupture properties of Ni mlcroalloyed W were studied using direct load creep tester at 100$0^{\circ}C$, 110$0^{\circ}C$, and 120$0^{\circ}C$ in $H_2.$ The stress rupture strength of 100hrs. of W-0.4wt% Ni was 43% higher at 100$0^{\circ}C$ and 35% higher at 110 $0^{\circ}C$than that of W-0.2wt% Ni due to the larger initial grain size, the higher relative density and the higher grain growth during test. That of W-0.8wt% Ni was 90% higher at 100$0^{\circ}C$ and 60% higher at 110$0^{\circ}C$ than that of W-0.2wt% Ni. The activation energy of W-0.4wt% Ni for creep was 81.3 Kcal/mole. It was considered that creep deformation was controlled by the diffusion of W in the Ni rich phase between the grains and the deformation of grains. All of the specimens showed intergranular fracture by grain boundary cavitation and growth of cavity throughout the entire spcimen cross-section.

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The Effect of Extrusion Temperature on Microstructure and Thermoelectric Properties of Rapidly Solidified P-type $P-type Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ alloy (급속응고된 $P-type Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ 합금 열전재료의 미세조직과 열전특성에 미치는 압출 온도의 효과)

  • 이영우;천병선;홍순직;손현택
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.28-28
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    • 2001
  • $Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였£며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의

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Microstructure of Yttria-doped Ceria-Stabilized Zirconia Polycrystals (Yttria를 도핑한 세리아 안정화 지르코니아 세라믹스의 미세구조)

  • Lee, J.K.;Kang, H.H.;Seo, D.S.;Lee, E.G.;Kim, H.
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.8
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    • pp.768-774
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    • 1999
  • Yttia-doped ceria-stabilized ziconia polycrystals(Ce-TZP) was prepared by dipping method and its microstructure was investigated. By controlling doped-yttria content and annealing condition, yttria-doped Ce-TZP showed the microstructure with irregular grain shape and undulated grain boundary. Irregularity of grain shape increased with the amount of yttria doped, and severe undulated grain boundary was observed mainly at the surface region. In the case of yttria-doped Ce-TZP annealed at 1$650^{\circ}C$ for 2h after two dipping times into yttrium nitrate solution of 0.2M, it showed irregular grain shape both at the surface and at the interior region as well as the most severe irregularity. Hot pressed specimen had mean grain size of 0.3$\mu\textrm{m}$ and undulated grain boundary. All specimens with irregular grain shape were retained the tetragonal phase. The fracture toughness of yttria-doped Ce-TZP with irregular grain shape was over the value of 17.6MPa.m(sup)1/2.

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Friction Welding of Ni-Base ODS Alloy Prepared by Mechanical Alloying (기계적 합금법으로 제조된 Ni기 산화물 분산강화 합금의 마찰압접에 관한 연구)

  • 강지훈;박성계;김지순;권영순
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 1994.10b
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    • pp.15-15
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    • 1994
  • M MA ODS 합금의 보다 폭넓용 실용확훌 위해 크게 요구되고 있는 적정 접합기술 개발의 한 방안£로, 마찰압접(Friction Welding) 방법의 가능성옳 조사하기 위하여 마찰압력과 시간, 마 찰 후 접촉압력(Upset Pressure) 풍을 다양하게 변화시켜 접합체톨 제조한 후, 접합체 강도에 대한 인장시험과 접합계연의 결합 및 미세구조에 대한 현미경 관찰, EDS에 의한 원소분석, 접 합이옴부의 경도분포와 파단면 분석 풍율 행하였다. 실험에 사용된 모재는 기계적 합금법으로 제조된 Inca사의 Ni기 MA 754 합금이었으며, 직경 l 10 mm, 길이 50 mm로 가공한 후, 아세통£로 초음파 세척하여 접합에 사용하였다. 접합온 브 레이크식 마찰압접기틀 사용하여 행하였으며, 회전시험편의 회전수는 2400 rpm이었A며, 다른 한쪽의 고정시험편과의 마찰압력 및 마찰시간온 각각 50 - 500 MPa과 1-5초로, 또한 업셋압 력도 50 - 600 MPa로 변화시켰다. 이때 업셋압력은 모든 시편에 대해 일정하게 6초동안 가하 였다. 얻어진 접합체는 각 압접조건 당 2개 이상의 접합시험편에 대해 상온 인장강도톨 측정하 였으며, 파단이 일어난 위치를 확인한 후 파면에 대한 분석율 주사전자현미경(SEM)과 에너지 분산형 분광분석기mDS)릎 사용하여 행하였다. 컵합이옴부의 첩합성올 확인하기 위하여, 접합 체를 접합변에 수직으로 절단, 연마한 후 광학현미경과 SEM, EDS 퉁으로 관찰, 분석하여 접 합부의 형상과 결합형성 여부, 접합계면의 미세조직 퉁옳 조사하였다. 또한 마찰압접에 따론 모재와 접합계연부의 경도분포훌 접합이옴부로부터 모재쪽으로 일정 간격율 두어 마이크로 비 커스 경도기로 측정, 조사하였다. 이상의 설험 결과, 다옴과 같온 결론옳 얻었다. ( (1) 접합체 강도가 모채 강도의 95% 이상이 되는 양호한 렵합체흩 얻기 위한 마찰압력 조건 온, 2400 rpm의 회전속도와 6초의 업셋압력 유지시간에서 마찰압력과 업셋압력, 그리고 마찰시 간이 각각 400 MPa 이상과 500 MPa 이상,2초입율 확인하였다. ( (2) 컵합이옴부의 관찰 결과, 모든 마찰압접 조건에서 컵합이옴부는, 기폰 모재의 texture 조직 을 유지하고 있는 모재부 영역(영역 ill)과 첩합계면부에 인접하여 업셋압력이 주어질 때 단조 효과에 의해 계연 외부로 metal flow가 일어나면서 형성된 영역 II, 매우 미세한 결정립으로 구성된 중앙부의 영역 1 로 이투어져 있옴융 확인하였다. ( (3) 최적접합조건이 충족되지 않온 경우, 접합부의 영역 I 에서 관찰된 void와 균열, 불균일한 접합계면 통의 접합결함에 Al과 Y. Ti 퉁£로 구성된 산화물률이 용집되어 있옴을 확인하였 다-( (4) 접합체의 파단 양상온 크게 접합부 파단과 모재부 파단, 이률의 혼합형 파단i로 나눌수 있었다. 모재부 파단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였£며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다.

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Corrosion mechanism of zirconia/graphite SEN by molten steel and slag (용강 및 슬래그에 의한 지르코니아/흑연계 침지노즐의 침식기구)

  • Sunwoo, Sik;Kim, Hwan;Lee, Jong-Kook
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.10 no.3
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    • pp.226-232
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    • 2000
  • Corrosion mechanisms by molten steel and slag were investigated in the zirconia/graphite composite as a material of submerged entry nozzle (SEN) using for producing high quality steel. Most of corrosions were started by the dissolution of zirconia particles into molten steel and oxidation of graphite, but subsequently three modes of corrosion were observed. Firstly, the penetration of slag into zirconia matrix was induced to the diffusion of stabilizing agent outward cubic zirconia grains, and the destabilization of cubic to fine monoclinic zirconia particles, which is enhanced to the decomposition and dissolution of them into slag. Secondly, molten slag penetrates into large cubic zirconia particles along grain boundary and decomposed them to fine cubic grains, which is also enhanced to the dissolution of zirconia grains into slag. Lastly, reaction between carbon and cubic zirconia was formed porous ZrC and enhanced the dissolution of it into slag.

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Characteristics of microstructure and mechanical strength of ASTM A387-Gr.91 Steel deteriorated under high-temperature (고온 열화된 ASTM A387-Gr. 91 강의 미세 조직 및 기계적 강도 특성)

  • Jeong, Gwang-Hu;Han, Min-Su;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.111-111
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    • 2018
  • ASTM A387-Gr.91 강은 우수한 고온 강도, 크리이프 저항성 그리고 내산화성 등으로 인해 화력 및 바이오매스 발전 시설과 같은 고온 설비의 구조재료로 널리 사용되고 있다. 고온 환경에서 높은 강도는 탄화물과 탄질화물에 의한 석출강화가 주 요인으로 작용한다. 열처리 과정에서 Mo, Cr, Mn, 그리고 Fe는 구-오스테나이트 및 마르텐사이트 라스 입계에 $M_{23}C_6$ 탄화물로 석출되며, V, Nb, 및 N은 조직 내부에 미세한 MX 탄질화물로 석출된다. 따라서 합금의 고온 강도는 조직 내 석출물의 개수밀도와 크기에 크게 의존한다. 그러나 적용 환경의 특성 상 고온 노출에 따른 2차상 석출 및 조대화의 조직열화 현상이 발생하며, 이는 재료의 강도를 저하시킨다. 본 연구에서는 ASTM A387-Gr.91 강의 미세조직 열화에 따른 강도저하 및 파괴 양상을 고찰하는데 그 목적을 두었다. 본 연구에서 사용된 ASTM A387-Gr.91 강의 화학성분(wt, %)은 0.1 C, 0.38 Si, 0.46 Mn, 0.25 Ni, 8.38 Cr, 0.93 Mo, 0.18 V, 0.09 Nb, 그리고 나머지는 Fe 이다. 조직열화 및 기계적 강도저하 특성을 평가하기 위한 등온열화는 $650^{\circ}C$의 대기 환경에서 최대 1000시간동안 실시하였다. 열화된 시험편의 미세조직 및 탄화물에 대한 분석은 SEM과 EDS를 이용하여 실시하였다. 그리고 기계적 강도 평가는 인장실험과 비커스 경도시험을 통해 실시하였다. 또한 열화 시간에 따른 파단양상의 변화를 관찰하기 위해 인장시험편의 파단면을 SEM과 EDS를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 열화에 따른 마르텐사이트 라스의 소실, 탄화물의 조대화, 그리고 2차상 석출의 조직 열화현상이 나타났다. 또한 기계적 강도는 조직 열화에 따라 저하되는 경향을 나타냈다.

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The Fracture Study of SCC of Al - Alloy for Marine Structures (해양구조물용 알미늄 합금의 SCC에 의한 파괴연구)

  • 김귀식
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.19 no.1
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    • pp.79-84
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    • 1983
  • The test specimen, designated the double cantilever beam, was employed for a fracture mechanics study of stress corrosion cracking (SCC) of type 5083 Al-alloy in seawater. Stress intensities for this DCB specimen were calculated by using compliance, strain energy release rate and relation between stress intensity and strain energy release rate. Analytical expression for compliance as a function of crack length was obtained by applying beam theory. It was investigated that the polarization potentials affected the growth rate and surface of stress corrosion cracking. The results are as follows, The critical stress intensity was 134.81-148.38kg/mm super(3/2) and K sub(Ii) under polarization potentials was 75.92-145.78kg/mm super(3/2). The minimum stress corrosion crack growth rate was occurred at-987mV SCE. Insoluble compound on $\beta$ phase was looked into through SCC. The greater anodic potential is, the larger insoluble compound on $\beta$ phase becomes.

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Effect of amount of magnesia on wear behavior of silicon nitride (마그네시아 양이 질화규소의 마모거동에 미치는 영향)

  • 김성호;이수완;엄호성;정용선
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.9 no.2
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    • pp.231-239
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    • 1999
  • The microstructure of ceramic composite has been found to be governed by the type and amount of the secondary phase, the sintering aid, and the sintering conditions such as sintering temperature, pressure and holing time. Moreover, tribological properties are strongly dependent on microsturcture of composite and operating conditions. In this study, silicon nitride with various amount of magnesia as a sintering aid were prepared and sintered by a hot pressing (HP) technique. Microstructure, mechanical properties (hardness, strength, and fracture toughness), and tribological properties in different environments of $Si_{3}N_{4}$ (in air, water, and paraffine oil) were investigated as a function of MgO content in $Si_{3}N_{4}$. As increasing the amount of MgO in $Si_{3}N_{4}$, the glassy phase in the grain boundaries enlarged the $\beta$-phase elongated grains, and also degraded the Hertzian contact damage resistance. Tribological behaviors in air was seemed to be determined by fracture toughness of $Si_{3}N_{4}$, and those in water and paraffin oil was seemed to be determined by hardness as well as strength. Since glassy grain-boundary phase (MgO) in $Si_{3}N_{4}$ expected to be reacted with water during sliding, such tribochemical reaction reduced wear. In paraffin oil under a higher applied load, the initial sliding dominated wear rate because of Hertzian contact damage.

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