In this study, the high-temperature oxidation properties of austenitic 316L stainless steel manufactured by laser powder bed fusion (LPBF) is investigated and compared with conventional 316L manufactured by hot rolling (HR). The initial microstructure of LPBF-SS316L exhibits a molten pool ~100 ㎛ in size and grains grown along the building direction. Isotropic grains (~35 ㎛) are detected in the HR-SS316L. In high-temperature oxidation tests performed at 700℃ and 900℃, LPBF-SS316L demonstrates slightly superior high-temperature oxidation resistance compared to HR-SS316L. After the initial oxidation at 700℃, shown as an increase in weight, almost no further oxidation is observed for both materials. At 900℃, the oxidation weight displays a parabolic trend and both materials exhibit similar behavior. However, at 1100℃, LPBF-SS316L oxidizes in a parabolic manner, but HR-SS316L shows a breakaway oxidation behavior. The oxide layers of LPBF-SS316L and HR-SS316L are mainly composed of Cr2O3, Fe-based oxides, and spinel phases. In LPBF-SS316L, a uniform Cr depletion region is observed, whereas a Cr depletion region appears at the grain boundary in HR-SS316L. It is evident from the results that the microstructure and the high-temperature oxidation characteristics and behavior are related.
Abenojar, J.;Esteban, D.;Martinez, M.A.;Velasco, F.
한국분말야금학회:학술대회논문집
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한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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pp.574-575
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2006
Due to the increasing use that the stainless steel is getting recently in the nuclear industry, this document proposes the study of the stainless steel 316L with boron addition. With the final product, the properties of the stainless steel 316L (good mechanical properties and high corrosion resistance) with the boron neutron absorption properties are claimed to unify. The P/M technologies allow adding higher boron quantities than with the solidification conventional technologies, where segregation is produced.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제19권4호
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pp.42-50
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1995
To study the effect of welding methods on the Stress Corrosion Cracking (SCC) behavior of welded AISI type 316L and 304 austenitic stainless steel, the Slow Strain Rate Technique(SSRT) has been adopted in the boiling 45 wt% $MgCl_2$ solution. The results are as follows. 1) Welded sections are more susceptible than base metal in SCC, and the rank of SCC, and the rasistance in welding method is TIG, MIG, $CO_2$ and ARC. 2) The Ultimate tensile strength(UTS) and the strain of both base metal and welded joint are reduced as decreasing extension rate. 3) The SCC resistance of 316L base metal and welded sections are superior than that of 304. 4) The tendency of pitting and the SCC suseptibility are agreed well, and the SCC site is welded deposit section in 316L whereas HAZ in 304.
Kim, Byoung-Koo;Cho, Hyun-Chul;Kim, In-Sup;Jang, Chang-Heui;Jung, Dae-Yul;Byeon, Seong-Cheol
한국원자력학회:학술대회논문집
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한국원자력학회 2005년도 춘계학술발표회
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pp.467-468
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2005
Low cycle fatigue test results of Type 316 stainless steel in $310^{\circ}C$ water environment can be summarized as follows. 1. Cyclic stress response of Type 316 stainless steel shows negative strain rate sensitivity, primary hardening and secondary hardening. 2. Fatigue life in $310^{\circ}C$ water environment was shorter than fatigue life in room temperature air environment. This was because of water environment and temperature effects.
This study is experimentally investigated whether or not a relationship exists between the mechanical properties and damping capacity of cold-rolled 316 L stainless steel. Deformation-induced martensite was formed with surface relief and directionality. With the increasing degree of deformation, the volume fraction of ${\varepsilon}$-martensite increased, and then decreased, while ${\alpha}^{\prime}$-martensite increased rapidly. With an increasing degree of deformation, tensile strength was increased, and elongation was decreased; however, damping capacity was increased, and then decreased. Tensile strength and elongation were affected in the ${\alpha}^{\prime}$-martensite; hence, damping capacity was influenced greatly by ${\varepsilon}$-martensite. Thus, there was no proportional relationship between strength, elongation, and damping capacity.
The wear corrosion behaviour of a nitrogen ion implanted super stainless steel (S.S.S, 22Cr - 20Ni - 6Mo - 0.25N) was compared with those of S.S.S, 316L SS and TiN coated 316L SS. The Cr and Ni amounts won out from the materials were investigated using an electrothermal atomic absorption spectrometry. We observed that the Cr dissolution rate of the S.S.S was similar to that of 316L SS, however, the Ni release of the S.S.S was feater than 316L SS. The metal ions released from the nitrogen ion implanted S.S.S surface were significantly reduced. The wear corrosion behaviour of the stainless steels was not correlated with the results shown by a static metal ion release test.
For tensile tests, Vickers hardness tests and microstructure tests, plate-type and box-type specimens of austenitic 316L stainless steels were produced by a conventional machining (CM) process as well as two additive manufacturing processes such as direct metal laser sintering (DMLS) and direct metal tooling (DMT). The specimens were irradiated up to a fast neutron fluence of 3.3 × 109 n/cm2 at a neutron irradiation facility. Mechanical performance of the unirradiated and irradiated specimens were investigated at room temperature and 300 ℃, respectively. The tensile strengths of the DMLS, DMT and CM 316L specimens are in descending order but the elongations are in reverse order, regardless of irradiation and temperature. The ratio of Vickers hardness to ultimate tensile strength was derived to be between 3.21 and 4.01. The additive manufacturing processes exhibit suitable mechanical performance, comparing the tensile strengths and elongations of the conventional machining process.
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.
$5{\sim}150{\mu}m$의 오스테나이트계 304(Fe-18%Cr-12%Ni) 및 316L(Fe-18%Cr-13%Ni-2.4%Mo)미립 분말을 사용하여 소결 특성을 평가한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다 (1) 3.6ks의 소결 시간으로는 어느 경우에 있어서나 소결조건에 관계없이 소결체의 상대밀도는 $95{\sim}98%$에서 포화하여 완전 치밀화된 소결체를 얻을 수 없었다. (2) $5{\mu}m$분말을 진공소결 하였을 경우, ts=57.6ks에서 거의 완전 치밀화된 소결체가 얻어졌다. (3) 소결 분위기에 상관없이 304 및 316L소결체에는 $0.5{\sim}0.6%$정도의 산소가 잔류하였다. (4) 진공 소결의 경우, 탄소분 첨가에 의해 소결체의 잔류 산소량은 무첨가 소결체에 비하여 0.375이상 감소하였고, 조직적으로도 산화물은 거의 관찰되지 않았다. 또한 탄소 첨가는 소결체의 밀도 향상 효과로 작용하여 목적하는 완전 치밀화된 고성능 소결체를 제조하는 것이 가능하게 되었다.
Abstract: A minimum commitment method(MCM) was applied to predict the long-term creep rupture life for type 316LN stainless steel(SS). Lots of the creep-rupture data for the type 316LN SS were collected through world-wide literature surveys and the experimental data of KAERI. Using these data, the long-term creep rupture life above ${10}^5$ hour was predicted by means of the MCM. In order to obtain the most appropriate value for the constant A being used in the MCM equation, trial and error method was used for the wide ranges from -0.12 to 0.12, and the best value was determined by using the coefficient of determination, $R^2$ which is a statistical parameter. A suitable value for the A in type 316LN stainless steel was found to be at -0.02 ~ -0.05 ranges. It is considered that the MCM will be superior in creep-life prediction to commonly-used timetemperature parametric method, because the P(T) and G($\sigma$) functions are determined from the regression method based on experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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