• Steel and Composite Structures
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• 제31권4호
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• pp.409-417
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• 2019

The choice of individual material for industrial application is primarily based on knowledge of its behavior in similar applications and similar environmental conditions. Contemporary design implies knowledge of material behavior and knowledge in the area of structural analysis supported by large capacity computers. Bearing this in mind, this paper presents and analyzes the experimental results related to the mechanical properties of the material considered (30CrNiMo8/1.6580/AISI 4340) at different temperatures as well as its creep and fatigue behavior. All experimental tests were carried out as uniaxial tests. The test results related to the mechanical properties are presented in the form of engineering stress-strain diagrams. The results related to the creep behavior of the material are shown in the form of creep curves, while the fatigue of the material is shown in the form of stress - life (S - N) diagram. Based on these experimental results, the values of the following properties are determined: ultimate tensile strength (${\sigma}_{m,20}=696MPa$), yield strength (${\sigma}_{0.2,20}=355.5MPa$), modulus of elasticity ($E_{,20}=217GPa$) and fatigue limit (${\sigma}_{f,20,R=-1}=280.4MPa$). Results related to fatigue tests were obtained at room temperature and stress ratio R = -1.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권1호
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• pp.95-102
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• 2021

Analysis of the fracture surface is one of the most important methods for determining the cause of equipment structural failure. Whether structural failure is caused by impact or fatigue is necessary information in industrial fields. For ferrous and non-ferrous metal materials, two fracture phenomena are generated on the fracture surface: ductile and brittle fractures. In this study, machine learning predicts whether the fracture is based on ductile or brittle when structurural failure is caused by impact. The K-means algorithm calculates this ratio by clustering the brittle and ductile fracture data from a photograph of the impact fracture surface, unlike the existing method, which calculates the fracture surface ratio by comparison with the grid type or the reference fracture surface shape.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.473-478
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• 2009

본 연구에서는 비파괴법을 이용하여 압력용기 강 다층용접부에서 채취한 표준 샤르피 시험편의 균열선단에서 형성되는 소성변형 거동을 평가하였다. 모재, 후열처리재 및 용접재를 대상으로 시험편에 기계적인 노치를 가공한 후 예균열(pre-crack)을 낸 다음 4점 굽힘실험과 음향방출(acoustic emission: AE)실험을 동시에 실시하였다. 균열선단은 용접재외 후열처리재의 경우 용융선 근처에 위치하도록 하였다. 하중이 가해짐에 따라 균열선단에서 형성되는 소성영역의 크기는 응력확대계수를 이용하여 구했으며, 각 시험편에 대한 소성역의 크기와 음향방출 특성과의 관계는 축적된 AE 에너지 관점에서 고찰하였다. 시험편에 관계없이 탄성역역에서는 거의 AE신호가 감지되지 않았으며, 대부분의 AE신호는 소성변형 과정에서 발생하였다. 또한, 용접재가 모재와 후열처리재에 비해 AE신호가 훨씬 많이 발생하였다. 모재와 후열처리재 및 용접재의 균열선단에서 소성영역 크기와 축적된 AE에너지와의 관계는 현저히 다르게 나타났으며, 용접재의 AE counts는 모재와 후열처리재에 비해 많이 발생하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권11호
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• pp.760-769
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• 2000

Nb, Ti 및 V를 0.15%씩 각각 첨가한 3종의 HSLA 주강을 오스테나이징 온도 및 템퍼링 시간을 변화시킨후 기계적 특성등을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 오스테나이징 온도를 $1150^{\circ}C$로 하여 2시간 가열시킨 경우 첨가원소의 종류에 관계없이 경도가 가장 증가하였으며 $1100^{\circ}C$이하의 온도에서는 서서히 경도가 감소하는 경향을 나타내었다. 오스테나이징 온도를 $1150^{\circ}C$로 하여 2시간 가열시킨 경우 Nb, Ti, V 첨가원소중에서 경도가 가장 높게 나타난 것은 Ti 첨가 HSLA 주강이며 오스테나이트 온도변화에 따라 경도차가 나는 주된 이유는 베나이트 조직의 상대적인 양과 고용강화에 주로 기인하였다. $1150^{\circ}C$에서 오스테나이징한 Ti 첨가 HSLA 주강의 경우를 제외하고는 대부분의 경우에 있어 C-Mn 주강을 대체 하기위한 최소 충격값이 2kg-m/$\textrm{cm}^2$이상의 충격치를 나타내었다. $1150^{\circ}C$에서 2시간 오스테나이징한 경우 첨가원소의 종류에 관계없이 10분정도 템퍼링에서 경도가 증가하여 V 첨가 HSLA 주강을 제외하고는 그이후는 템퍼링 시간이 증가함에 따라 일정하게 유지되는 경향을 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.15-22
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• 2001

세계적으로 천연가스의 사용은 높은 효율을 가진 청정에너지로서의 장점으로 인하여 꾸준히 증가하는 추세이며, 국내에서도 급격한 경제규모의 증대와 함께 사용량이 증가하고 있다. 천연가스 배관 용접부는 금속학적 및 역학적으로 파괴에 영향을 미치는 인자들을 다양하게 가지고 있는데, 이들 인자들에 의하여 파괴역학적 인성의 열화가 발생함과 동시에 파괴시험 결과의 해석에 많은 어려움이 유발된다. 본 연구에서는 우선 국내 천연가스의 주 배관으로 사용되고 있는 API 5L X65 등급의 고장력강 용접부의 파괴역학적 안전성을 평가하기 위한 목적으로, 실제 원주 용접부와 심 용접부의 파괴인성 시험을 수행하여 미세조직의 변화를 중심으로 미시적 혹은 거시적인 관점에서의 금속학적 인자가 파괴인성에 미치는 영향에 대해 평가하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제20권4호
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• pp.230-239
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• 2000

High pressure wear characteristics of DCI(Ductile Cast Iron) were investigated through unlubricated pin-on-disc wear test. Wear test were carried out at speed of 23m/min, under pressure of 3MPa and 3.3 MPa. Cu and/or Mn were added to examine the effect of alloying elements on the high pressure wear characteristics of DCI. To investigate the relationship between wear characteristics and mechanical properties of DCI, Brinell hardness and V-notched Charpy impact energy were tested. Wear surface of each specimen was observed by SEM to determine the wear mechanism of DCI under high pressure wear condition. In the mild wear region, wear characteristics of alloyed DCI specimens were very similar to that of unalloyed DCI. But mild-severe wear transition was occurred at different wear distance and wear rate of DCI specimens were changed by alloying elements. In severe wear condition, wear rate of DCI was dramatically increased by the addition of Mn. Although the addition of Cu 0.46wt% did not decrease the wear rate of DCI in the severe wear region, but it delayed the mild-severe wear transition. Under high pressure wear condition, wear rate and mild-severe wear transition were not concerned with hardness of DCI specimens, but they were deeply associated with impact energy changed by alloying elements.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6C호
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• pp.251-258
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• 2011

강관말뚝은 오랫동안 다양한 깊은 기초에 적용되어 왔으나 최근 강재가격의 상승으로 균질한 품질, 큰 강성, 용이한 시공 등의 장점에도 불구하고 기술자들이 자유롭게 적용 못하고 있다. 그러므로 강관말뚝으로 시공할 경우에는 초기 항타후 계획고 이상에서 절단된 강관을 재활용할 수 있다면 공사비를 절감하는데에 기여할 수 있다. 이러한 사유로 인하여 시공자들은 항타후 절단된 강관말뚝을 새롭게 시공할 말뚝과 함께 시공하고자 하나 명확한 정량적인 항타후 강관말뚝의 거동특성의 부재 및 재활용을 위한 적절한 대응방법과 기준의 부재로 인하여 말뚝의 건전도 문제, 문제 발생시의 대응방법 부재 등이 실제 현장에서 종종 발생하고 있다. 본 연구에서는 신규 강관말뚝과 사용자 하중 또는 극한 하중을 받은 강관말뚝에 대하여 현장에서 수행한 말뚝 동재하시험과 실내에서의 피로시험, 인장시험, 샤르피 충격시험을 실시하여 그 결과를 비교분석하였다. 시험결과로부터 허용응력 수준의 항타응력이 발생한 사용 하중조건에서는 항복강도의 변화가 2% 이하이며 최대 허용항타응력($0.9{\sigma}_y$)을 항타횟수가 3000회까지 받은 극한 하중조건에서는 항복강도의 변화가 5% 이하인 것을 확인할 수 있다. 또한 각 변수의 민감도를 확인하기 위하여 통계분석을 실시하였다. 모든 실험결과로부터 강관말뚝의 재활용 가능여부에 대한 판단 기준은 항복강도의 변화 보다는 오히려 샤르피충격에너지, 용접부에서의 강도변화 및 품질관리, 강관의 단면 변화, 항타후 강관의 국부좌굴에 기인하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제24권10호
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• pp.550-555
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• 2014

The present study deals with the effects of tempering treatment on the microstructure and mechanical properties of Cu-bearing high-strength steels. Three kinds of steel specimens with different levels of Cu content were fabricated by controlled rolling and accelerated cooling, ; some of these steel specimen were tempered at temperatures ranging from $350^{\circ}C$ to $650^{\circ}C$ for 30 min. Hardness, tensile, and Charpy impact tests were conducted in order to investigate the relationship of microstructure and mechanical properties. The hardness of the Cu-added specimens is much higher than that of Cu-free specimen, presumably due to the enhanced solid solution hardening and precipitation hardening, result from the formation of very-fine Cu precipitates. Tensile test results indicated that the yield strength increased and then slightly decreased, while the tensile strength gradually decreased with increasing tempering temperature. On the other hand, the energy absorbed at room and lower temperatures remarkably increased after tempering at $350^{\circ}C$; and after this, the energy absorbed then did not change much. Suitable tempering treatment remarkably improved both the strength and the impact toughness. In the 1.5 Cu steel specimen tempered at $550^{\circ}C$, the yield strength reached 1.2 GPa and the absorbed energy at $-20^{\circ}C$ showed a level above 200 J, which was the best combination of high strength and good toughness.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.29-34
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• 2002

[ $Nb/MoSi_2-ZrO_2$ ] laminate composites have been successfully fabricated by alternately stacking $MoSi_2-ZrO_2$ powder layer and Nb sheet, followed by hot pressing in a graphite mould. The fabricating parameters were selected as hot press temperatures. The instrumented Charpy impact test was carried out at the room temperature in order to investigate the relationship between impact properties and fabricating temperatures. The interfacial shear strength between $MoSi_2-ZrO_2$ and Nb, which is associated with the fabricating temperature and the growth of interfacial reaction layer, is also discussed. The plastic deformation of Nb sheet and the interfacial delamination were macroscopically observed. The $Nb/MoSi_2-ZrO_2$ laminate composites had the maximum impact value when fabricated at 1623K, accompanying the increase of fracture displacement and crack propagation energy. The interfacial shear strength of $Nb/MoSi_2-ZrO_2$ laminate composites increased with the growth of interfacial reaction layer, which resulted from the increase of fabricating temperature. there is an appropriate interfacial shear strength for the enhancement of impact value of $Nb/MoSi_2-ZrO_2$ laminate composites. A large increase of interfacial shear strength restrains the plastic deformation of Nb sheet.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.100-106
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• 2014

There is a growing need to introduce advanced pressure vessel steels with higher strength and toughness for the optimizatiooCn of the design and construction of longer life and larger capacity nuclear power plants. SA508 Gr.4N Ni-Cr-Mo low alloy steels have superior strength and fracture toughness, compared to SA508 Gr.3 Mn-Mo-Ni low alloy steel. Therefore, the application of SA508 Gr.4N low alloy steel could be considered to satisfy the strength and toughness required in advanced nuclear power plants. The purpose of this study is to characterize the microstructure and mechanical properties of SA508 Gr.4N low alloy steels. 1 ton ingot of SA508 Gr.4N model alloy was fabricated by vacuum induction melting followed by forging, quenching, and tempering. The predominant microstructure of the SA508 Gr.4N model alloy is tempered martensite having small packet and fine Cr-rich carbides. The yield strength at room temperature was 540MPa, and it was decreased with an increase of test temperature while DSA phenomenon occurred at around $288^{\circ}C$. Overall transition property of SA508 Gr.4N model alloy was much better than SA508 Gr.3 low alloy steel. The index temperature, $T_{41J}$, of SA508 Gr.4N model alloy was $-132^{\circ}C$ in Charpy impact tests, and reference nil-ductility transition temperature, $RT_{NDT}$ of $-105^{\circ}C$ was obtained from drop weight tests. From the fracture toughness tests performed in accordance with the ASTM standard E1921 Master curve method, the reference temperature, $T_0$ was $-147^{\circ}C$, which was improved more than $60^{\circ}C$ compared to SA508 Gr.3 low alloy steels.