• 한국안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.5-10
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• 2002

For fitness-for-service evaluation of high temperature plant components with defects, crack growth life must be assessed properly as indicated in the recent draft of API 579 code. Type 308 stainless steel has been widely used as a field weld material in the petrochemical industry. In this study, creep crack data of type 308 stainless steel are collected and re-analyzed using $C_t$ as a characterizing fracture parameter. A unique da/dt versus $C_t$ relationship was obtained despite of difference of creep deformation constant of the reviewed materials and specimen geometry of the tested specimens. The obtained results can be employed for crack growth life assessment and fitness-for-service evaluation for the cracks in high temperature components. It is also argued that since the effect of creep properties and other material variability on the creep crack growth behavior would be minor the obtained model may be applied for most of the 308 stainless steels.

• Journal of Welding and Joining
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• 제23권6호
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• pp.61-66
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• 2005

A probabilistic approach for evaluating failure risk is suggested in this paper. Probabilistic fracture analyses were performed for a pressurized pipe of a Cr-Mo steel reflecting variation of material properties at high temperature. A crack was assumed to be located along the weld fusion line. Probability density functions of major variables were determined by statistical analyses of material creep and creep crack growth data measured by the previous experimental studies by authors. Distributions of these variables were implemented in Monte Carlo simulation of this study. As a fracture parameter for characterizing growth of a fusion line crack between two materials with different creep properties, $C_t$ normalized with $C^*$ was employed. And the elapsed time was also normalized with tT, Resultingly, failure probability as a function of operating time was evaluated fur various cases. Conventional deterministic life assessment result was turned out to be conservative compared with that of probabilistic result. Sensitivity analysis for each input variable was conducted to understand the most influencing variable to the analysis results. Internal pressure, creep crack growth coefficient and creep coefficient were more sensitive to failure probability than other variables.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권9호
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• pp.791-797
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• 2010

The creep crack growth rate (da/dt) of the Cr-Mo steels tested by pre-crack and the voltage (or resistance) variables were related into fracture parameter (Ct), crack growth coefficient (H), and an exponent (q) in the parts of Base, weld and HAZ. The fracture parameter (Ct) has various variables relating to the specimen and crack shape, applied stress, and creep strain curve. The H and q was inferred by OLS regression (ordinary least square method), and the H values were solved in statistics and probability assessment, which were attained fromPDF's distributions (probability density function). The HAZ part has the highest value of q by OLS regression and the widest distribution of H by PDF of WEIBULL, which means that the crack sensitivity of HAZ should be cautioned against the creep crack growth and failure.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권5호
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• pp.283-289
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• 2009

This paper dealt with a statistical analysis for evaluating the creep crack growth rate (CCGR) for Modified 9Cr-1Mo (ASTM Grade 91) steel. The CCGR data was obtained by the creep crack growth (CCG) tests conducted under various applied loads at $600^{\circ}C$. To obtain logically the B and q values used in the CCGR equation, three methods such as the least square fitting method (LSFM), the mean value method (MVM) and the probabilistic distribution method (PDM) were adopted and their CCGR lines were compared, respectively. In addition, a number of random variables were generated by using the Monte Carlo simulation (MCS), and the CCGR lines were predicted probabilistically. It was found that both the B and q coefficients followed a 2-parameter Weibull distribution well. In the case of the ranges of 10-90% for the probability variables, P(B, q), the CCGR lines were predicted. Fractographic study was conducted from the specimen after the CCG tests.

• 한국재료학회지
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• 제10권2호
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• pp.111-116
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• 2000

니켈기 주조용 합금 738LC를 816$^{\circ}C$와 982$^{\circ}C$에서 크리프 파단 시험과 열간 노출시험을 통해 온도와 응력 변화에 따른 파단양상, 탄화물과 $\sigma$상의 석출 거동에 대해 조사하였다. 816$^{\circ}C$/440MPa에서는 크리프 파단양상이 전단변형에 의한 입내파괴를 나타내었으나, 982$^{\circ}C$/152MPa에서는 표면과 접하는 결정입계에서 입계산화에 의해 표면에너지의 감소로 균열이 나타나 진행되는 입계파괴가 나타났다. M(sub)23C(sub)6 탄화물이 816$^{\circ}C$에서는 주로 결정입계에서와 전단변형에 의한 입내균열을 따라 석출하였으나, 982$^{\circ}C$에서는 결정입계 뿐만 아니라 입내에서는 석출하였으며 석출양은 증가하였다. $\sigma$상은 Cr(sub)23C(sub)6 탄화물에서 핵생성 후 기지로 성장하며, 온도가 높고 응력이 주어지면 Cr(sub)23C(sub)6 탄화물의 양이 증가하여 $\sigma$상의 석출도 많아졌다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권2호
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• pp.113-123
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• 2008

에폭시 수지는 우수한 접착력, 높은 강도, 내크리프성, 내열성, 내화학성을 나타내는 열경화성 고분자이지만, 매우 깨지기 쉬우며 균열성장에 대한 낮은 저항성을 보여 낮은 충격강도를 보인다. 그러므로 본 연구에서는 에폭시 수지에 carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile (CTBN) 및 amine-terminated butadiene acrylonitrile(ATBN)을 변량 첨가하여 에폭시 수지의 낮은 충격강도를 향상시키고자 한다. 에폭시/CTBN, 에폭시/ATBN복합체의 충격강도(impact strength)가 큰 값을 나타낼 때 표면자유에너지(surface free energy)의 비극성 값 또한 가장 큰 값을 보였으며, 반면에 인장강도와 유리전이온도는 감소함을 보였다. CTBN 및 ATBN을 각각 15 phr 첨가한 에폭시 복합체가 높은 표면자유에너지와 충격강도를 보였다. 결론적으로 액상고무의 첨가로 에폭시 수지의 취성을 향상시켰으며, 에폭시/CTBN보다는 에폭시/ATBN복합체의 물성이 더 우수하다고 사료된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.43-43
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• 2009

단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 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. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.