• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.483-491
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• 2011

본 연구에서는 구조용강재의 샤르피 충격시험(Charpy Impact Test)을 통해 저온에서의 충격 인성(Impact Toughness) 평가를 실시하여 사용 가능 온도를 파악함으로써 강재의 극한지 적용성을 검토하였다. 본 시험에 사용된 강재는 용접구조용강 중 현재 가장 널리 쓰이는 강종인 SM490B와 TMCP (Thermo-Mechanical Control Process)법에 의해 제조된 고강도 강재인 SM570-TMC이다. 또한, 본 시험결과와의 비교를 위해 남극 세종기지 건설시 사용실적이 있는 일반구조용강인 SS400에 대해서도 시험을 수행하였다. 대부분의 강구조물은 용접에 의해 제작되므로, 강재의 극한지 적용성 검토를 위해 용접시험판을 제작하여 모재(Base Metal), 용접금속(Weld Metal) 및 열양향부(Heat Affected Zone)에 대해서 충격시험을 실시하였다. 단, SS400의 경우에는 용접구조용강재가 아니므로 모재에 대해서 충격시험을 실시하였다. 대상 강재의 샤르피 충격시험을 통해서 저온에서의 충격흡수에너지 값을 구하고 이를 강재의 항복응력에 따른 충격흡수에너지의 기준값과 비교함으로써 강재의 사용온도를 결정하였으며, 이를 통해서 구조용강재의 극한지 적용성을 검토하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제22권6호
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• pp.57-63
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• 2004

Fracture toughness is an important parameter in designing offshore structures to ensure resistance to fracture at various temperatures. In this study, a series of experiments is carried out to obtain fracture toughness values (CTOD) of API 2W Gr.50B, welded using FCAW(Flux Cored Arc Weld). In particular, a comparison of absorbed impact energy and CTOD values are made with respect to two different welding groove shapes; double-V-groove and double-bevel-groove. Charpy impact tests are performed for specimens sampled near the root gap, and CTOD tests are carried out for three point bending specimens having the notch at weld zone. While Charpy impact test result is determined to be a good qualitative measure of fracture toughness, no quantitative correspondence between impact absorbed energy and CTOD values was found. Based on the experiment, it is observed that double-V-groove welds give lower transition temperature than those of double-bevel-groove.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.424-430
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• 2000

고온 장시간 사용재의 열화로 인한 파괴인성의 저하를 초음파 방법으로 평가하기 위하여 Cr-Mo-V 강을 실험실에서 인공 열화처리하여 열화로 인한 손상 기구를 규명하고, 열화도에 따른 초음파 파라미터의 변화를 체계적으로 관찰하였다. 초음파 파라미터로서 속도, 감쇠와 보다 최근에 개발된 비선형 음향 파라미터를 사용하였는데, 비선형 음향 파라미터가 가장 민감한 변화를 보였다. 또한 전기비저항 측정 결과와 비교할 때 두 방법 모두 전체적으로 유사한 거동을 보였다. Charpy V-notch 충격시험으로부터 구한 파면양상 천이온도(FATT)와 비선형 파라미터 사이에는 비교적 좋은 상관관계가 성립하였으며, FATT와 파괴인성($K_{IC}$) 사이의 관계식에 근거하여 열화된 발전설비 재료의 파괴인성을 초음파 비선형 파라미터의 측정을 통하여 간접적으로 구할 수 있음을 보였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제32권3호
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• pp.89-94
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• 2014

AISI 304 austenitic stainless steel is widely used for LNG pipes for LNG transmission thanks to its good metallurgical and mechanical properties. In the present research, impact toughness of a gas tungsten arc welded AISI 304 stainless steel pipe was evaluated between room and liquid nitrogen ($-196^{\circ}C$) test temperatures. In addition, a comparative study was made of the fracture behavior of FCC crystal structured stainless steel weldments and BCC crystal structured mild steels(A-grade and SS400). The results showed a slight decrease in the impact energy of the AISI 304 base metal, heat affected zone(HAZ), and welded zone with decreasing test temperature. In addition, the welded metal has the highest absorbed impact energy, followed by HAZ and the base metal.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권1호
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• pp.93-103
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• 1997

Charpy V-notch impact tests were performed on the full-, half-and third-size specimens from two ferritic SA 508 Cl. 3 steels for nuclear pressure vessel. New normalization factors were proposed to predict the upper shelf energy(USE) and the ductile-brittle transition temperature(DBTT) of full-size specimens from the measured data on sub-size specimens. The factors for the USE and the DBTT are $(Bb^2/Kt); and; (Bb/R)^1/2/, $ respectively, where B the width, b the ligament size, $K_{t}$ the elastic stress concentration factor, and R the notch root radius. These correlations successfully estimated the USE and DBTT of the full-size specimens based on sub-size specimen data. In addition, the size effects were studied to develop the correlations among absorbed energy, lateral expansion(LE) and displacement. It was also found that the LE was able to be estimated from the displacement obtained by the instrumented impact test, and that the displacement would be used as a criterion for the toughness of the steels corresponding to change in their yield strength.h.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권10호
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• pp.1626-1635
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• 1997

It is important to ensure the reliability of the first localized reactor vessel steel. To satisfy with this purpose, a study on the impact/hardness, low cycle fatigue(LCF), crack growth rate(da/dN) and fracture toughness( ) of base material(BM) and weld metal(WM) were performed under room temperature air and corrosion conditions. A summary of the results is as folows : (1) Charpy impact absorbed energy of BM was the highest value, heat affected zoon(HAZ) and the lowest, WM. The hardness of BM was similar to HAZ. (2) Coefficients of Manson equation using the monotonic tensile test data were obtained for the present material. (3) The effects of stress ratio and ambient (120.deg. C and NaCl) condition on da/dN were investigated, da/dN with NaCl condition expressed the highest value. (4) The results of Charpy V-notch impact test had good correlation with $K_{IC}$ characteristics and the lowest curve of $K_{IC}$ for BM was derived, more researches about WM and HAZ are required hereafter.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.693-700
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• 2012

본 논문에서는 서로 다른 용접방법 및 용접재료를 사용하여 제작한 강구조물 용접부 및 열영향부에 대하여 샤르피 충격시험 (Charpy Impact Test) 및 조직검사를 통한 저온에서의 충격인성 평가를 실시하여, 극지 및 시베리아와 같은 저온환경에 노출된 강구조물 용접 접합부의 충격인성을 확보할 수 있는 용접방안에 대한 연구를 수행하였다. 사용된 용접방법은 강구조물 제작시 널리 쓰이는 SMAW (Shielded Metal Arc Welding)와 FCAW (Flux Cored Arc Welding)이며, 각 용접방법에 따른 저온강용 용접봉을 사용하여 시험판을 제작하였다. 서로 다른 용접방법으로 제작된 시험판의 용접부 및 열영향부에 대하여 샤르피 충격시험을 통한 저온에서의 충격흡수에너지 값과 미세조직 분석을 통하여 용접방법에 따른 구조용강 용접 접합부의 저온 충격인성을 평가하였다. 시험결과 극한지에 강구조물을 적용하기 위해서는 저입열 용접인 SMAW 용접방법 및 그에 따른 저온강용 용접봉을 사용하는 것이 충격인성 확보 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제4권3호
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• pp.58-71
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• 1986

Mechanical and corrosion property of duplex stainless steel weldments made by the GTAW and SMAW process were studied. Fracture toughness, general and local corrosion resistance of GTAW and SMAW weldments were evaluated in terms of Charpy V notch impact test, anodic polarization diagram, pitting corrosion rate, respectively. SMA weld metal showed much lower impact toughness and higher ductile-brittle transition temperature than GTA weld metal. Fractographic and EDX analysis on fracture surface of SMA weld metal demonstrated the existence of (Si, Ti), oxide in large amounts. Potentiodynamic anodic polarization diagram of GMA weld metal showed much lower passive current density than SMA weld metal in 4% $H_2/SO_4$ solution. And pitting corrosion rate test showed the same tendency. Relating the microstructure, chemistry and property, it can be concluded that GTA weld metal gives better toughness due to lower oxygen content, i.e. lower inclusion content, and better corrosion resistance due to higher Pitting Index(PI) than SMA weld metal.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권9호
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• pp.533-541
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• 2009

Materials used for a reactor pressure vessel(RPV) are required high strength and toughness, which determine the safety margin and life of a reactor. Ni-Mo-Cr low alloy steel shows better mechanical properties than existing RPV steels due to higher Ni and Cr contents compared to the existing RPV steels. The present study focuses on effects of Ni, Cr contents on the cleavage fracture toughness of Ni-Mo-Cr low alloy steels in the transition temperature region. The fracture toughness was characterized by a 3-point bend test of precracked Charpy V-notch(PCVN) specimens based on ASTM E1921-08. The test results indicated that the fracture toughness was considerably improved with an increase of Ni and Cr contents. Especially, control of Cr content was more effective in improving fracture toughness than manipulating Ni content, though Charpy impact toughness was changed more extensively by adjusting Ni content. These differences between changes in the fracture toughness and that in the impact toughness were derived from microstructural features, such as martensite lath size and carbide precipitation behavior.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.305-311
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• 2000

샤피 V-노치 충격 하중-변위 곡선으로부터 얻은 균열정지하중을 이용하여 원자로압력용기강의 균열정지파괴인성($K_{Ia}$)을 예측할 수 있는 방법을 모색하고 그 타당성을 고찰하였다. 샤피충격 하중-변위 곡선으로부터 얻은 균열정지하중값의 변화는 특성온도로 보정된 지수함수의 형태로 잘 표현될 수 있었다. 특성온도 $T_{Pa=2kN}$은 실험적인 무연성천이온도($T_{NDT}$) 및 $T_{41\;J}$과 높은 상관성을 나타냈으며, 원자로압력용기강의 균열정지파괴인성을 표현하는 새로운 특성온도로 사용할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 균열정지하중값의 변화는 파면으로부터 측정된 안정균열길이의 변화와 매우 높은 상관성을 나타내었다. 따라서 무딘 노치를 갖는 시편에 대한 계장화샤피충격시험을 통하여 균열정지하중 및 안정균열길이를 측정하믈써 비교적 정확하게 원자로압력용기강에 대한 하한값의 파괴인성치($K_{Ia}$)를 평가하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.