The short-term high temperature creep rupture behavior of Ni-based Alloy718 steels jointed by friction welding wasinvestigated at the elevated temperatures of 550 to $700^{\circ}C$ under constant stress conditions. The creep rupture characteristics such as creep stress, rupture time, steady state creep rate, and initial strain were evaluated. Creep stress has a quantitative correlation between creep rupture time and steady state creep rate. The stress exponents (n, m) of the experimental data at 550, 600, 650 and $700^{\circ}C$ were derived as 26.1, -22.4, 22.5, -18.5, 17.4, -14.3 and 6.9, -8.1, respectively. The stress exponents decreased with increasing creep temperature. The creep life prediction was derived by the Larson-Miller parameter (LMP) method and the result equation obtained is as follows: T(logtr+20)=-0.00148${\sigma}^2$-3.089${\sigma}$+23232. Finally, the results were compared with those of the base metal for Alloy718.
The creep crack growth properties in 3.5NiCrMoV steel were investigated at $550^{\circ}C$ by using CT specimen under constant $C_t$ condition that was held during crack growth of 1mm distance. $C_t$ lely on load line displacement rate and $C^*$ usually increase with crack length though load is reduced in order to maintain constant $C_t$ value as crack growth. Fully coalesced area(FCA) ahead of crack tip tend to increase as $C_t$ increase to the critical value, and after that value FCA decrease. For the tertiary creep stage of crack growth test, the most of displacement is due to the steady state creep, except only small part due to the primary creep and other effects. Therefore, tests were mainly interrupted in the tertiary stage to obtain high value of $C_t$. At constant load and $C_t$ region, crack growth slope was 0.900 and 0.844 each, on the other hand $C^*$ slope was 0.480.
Kachanov-Rabotnov(K-R) creep damage theory was reviewed, and applied to design a creep curve for type 316LN stainless steel. Seven coefficients used in the theory, i.e., A, B, k, m, λ, r, and q were determined, and their physical meanings were analyzed clearly. In order to quantify a damage parameter ($\omega$), cavity amount was measured in the crept specimen taken from interrupted creep test with time variation, and then the amount was reflected into K-R damage equations. Coefficient λ, which is regarded as a creep tolerance feature of a material, increased with creep strain. Mater curve with λ=2.8 was well coincided with an experimental one to the full lifetime. The relationship between damage parameter and life fraction was matched with the theory at exponent ${\gamma}$=24 value. It is concluded that K-R damage equation was reliable as the modelling equation for type 316LN stainless steel. Coefficient data obtained from type 316LN stainless steel can be utilized for life prediction of operating material.
본 논문에서는 세 종류의 ETFE 막재에 대한 단축인장실험을 수행하였다. 이 실험에서 얻은 변형도-변위 곡선을 분석함으로써 항복응력, 두 번째 항복응력, 탄성계수, 두 번째 탄성계수, 그리고 세 번째 탄성계수를 얻게 되었다. 아울러, 탄성 단계와 항복 단계, 소성유동 단계에서 각각 ETFE 막재의 사이클 하중시험을 진행하여, 잔여변형률, 응력 이완, 하중 변화(재하/제하) 중 ETFE 막재의 탄성 변화 등을 알아본다. 재료의 크리프시험에서는 25, 40, 60$^{\circ}C$의 시험온도와 3, 6, 9MPa의 인장 응력 하에서 크리프시험의 시간은 24시간으로 설정하였다.
Recently small punch creep testing (or miniature disc bend creep test) has received much attention through European collaborative research projects. This method was considered as a substitute for the conventional creep rupture testing by which the residual creep life is measured from the specimen taken out from serviced components of high temperature plants. It would be beneficial if the material creep properties such as power law creep constants as well as the creep rupture life can be measured from the small punch creep test. In this paper a method of assessing creep constants from the small punch creep testing is proposed. Finite element analyses were performed to investigate evolution of stress and strain rate at the weakest locations of the small punch creep specimen. Elastic-plastic-secondary creep analyses were carried out. The estimation equations for creep constants by the small punch creep testing are proposed based on the finite analysis results. Small punch creep tests were also performed with 9Cr steel and the accuracy of the proposed equation was verified by the experimental results.
본 연구는 잠실제2롯데월드에 적용된 50, 60, 70MPa 콘크리트 강도에 대한 크리프 및 건조수축 특성 파악을 위한 재료연구의 일환으로 진행된 콘크리트 테스트 프로그램의 준비 단계에 대한 일련의 체계화된 과정을 나타내고 있다. 콘크리트 테스트 프로그램의 준비단계는 국내와 국외에서 진행되었다. S사 실험실에서 진행된 국내 진행일정은 총 5일간 진행되었으며 그 진행과정은 공시체 제작, 몰드탈형, 공시체 마킹, 수중양생, 포장, 및 운송으로 이루어져 있다. 국외에서는 PCA(Portland Cement Association)산하 CTL사에서 진행되고 있으며 테스트 항목은 탄성계수 측정테스트(정탄성 & 동탄성), 압축강도 테스트, 크리프 건조수축 테스트, 및 할렬인장강도 테스트가 진행되고 있다. 크리프 및 건조수축 실험의 경우에는 하중 재령일에 따라 총 18개월간 테스트가 진행될 예정이다.
단계 등온법에 의한 장기 크리프 특성을 분석하기 위하여 직포형 지오텍스타일과 부직포형 지오텍스타일을 기계적으로 결합시킨 지오컴퍼지트를 사용하였다. 단계 등온법의 경우 온도구간은 $26^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $54^{\circ}C$, $68^{\circ}C$, $82^{\circ}C$이었으며, 하중구간은 설계강도의 40%, 50%, 60%이었다. GRI GS 10에 의한 10,000시간 크리프 시험결과 10%미만의 변형률을 나타내었다. 또한 크리프 변형률에 대한 위사 위입밀도의 영향을 분석하였다. 위사 위입밀도가 0%, 50%, 100%인 경우 모두 크리프 변형률이 10% 미만이었으며, 크리프 변형률은 위사 위입밀도가 감소할수록 증가하였다.
극심한 작동환경에 노출되는 부품은 일반적으로 수명이 줄어들게 된다. 액체로켓의 터보펌프는 높은 회전속도로 인한 높은 원심력과 높은 온도와 같은 환경에서 작동한다. 이와 같은 환경에서 작동하는 터보펌프는 극심한 피로와 크리프의 영향으로 재료의 내구성이 떨어지게 된다. 75톤급 터보펌프 터빈의 내구성을 확보하기 위하여 피로와 크리프의 영향을 고려한 손상률을 계산하였다. 터보펌프 피로해석에는 ABAQUS/CAE와 MSC.Fatigue를 사용하여 해석을 수행하였으며, 크리프 해석을 수행하기 위해서 Larson-Miller parameter 곡선과 로빈슨 법칙을 사용하였다. 본 연구에서는 터보펌프의 터빈에 대한 내구성을 확보하기 위하여 피로의 영향과 크리프의 영향을 비교, 분석하였다.
이 연구에서 몬테카를로 시뮬레이션을 이용해 확률론적 시공단계해석을 수행한 이유는 재료 특성, 환경 요인 및 하중에 대한 불확실성의 영향을 고려하기 위해서이다. 지금까지의 연구에서는 크리프 및 건조수축이 완전히 독립적인 확률 변수라고 가정되었다. 그러나 크리프 및 건조수축 추정을 위한 재료모델의 공통적인 영향요인 때문에 크리프 및 건조수축 사이에 강한 상관관계를 추정 할 수 있다. 이 논문에서는 CEB-FIB모델의 크리프 및 건조수축식을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 실제 두 현상 사이의 상관 계수를 평가 한 후 재료 특성, 환경 요인 및 하중의 확률 변수의 영향을 받는 축방향 변형의 통계적 특성을 평가하기위해 몬테카를로 시뮬레이션을 한번 더 사용하였다. 몬테카를로 시뮬레이션의 결과는 58층 건물의 첫 번째 층의 기둥의 변형률과 비교 했다. 비교 결과는 재료특성에 불확실성에 의한 변화가 가장 큰 것으로 나타났다. 측정된 변형률은 평균+표준 편차 범위 안에 있었다.
In the life assessment for plant structural component, the research on deterioration of toughness and material properties occurred in weldments has been considered as very important problems. In general, the microstructures composed in weldments are hugely classified with weld metal(W.M), fusion line(F.L), heat affected zone(HAZ), and base metal(B.M). It has been reported that the creep characteristics on weldments having variable microstructures could be unpredictably changed. Furthermore, it is also known that HAZ adjacent to F.L exhibits the decreased creep strength compared to those in base or weld metals, and promotes the occurrence of Type III and Type IV cracking due to the growth of grains and the coarsening carbides precipitated in ferritic matrix by welding and PWHT processes. However, the lots of works reported up to date on creep damage in power plant components have been mostly conducted on B.M and the creep properties on a localized microstructures in weldments have not as yet been throughly investigated. In this paper, for various microstructures such as coarse grain HAZ(CGHAZ), W.M and B.M in X20CrMoV121 steel weldment, the small punch-creep(SP-Creep) test using miniaturized specimen(t=0.5mm, 0.25mm) is performed to investigate a possibility for creep characteristics evaluation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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