• Applied Microscopy
• /
• 제26권4호
• /
• pp.447-456
• /
• 1996

Fracture surfaces of materials contain useful information ranging from crack path to the mechanism of fracture. Since limitation of electron transparency requires a sample in the form of thin foil for TEM observations, it is impossible to extract such information directly from the fracture surfaces. In this study, the method of surface replication from the ceramic fracture surface is employed to characterize the process of crack propagation in ceramic matrix composites using TEM analysis. The surface replica from the fracture surface in ceramic materials provides detailed surface morphology and more importantly, loosened particles on the fracture surface are collected. Electron diffraction and chemical composition analyses of these particles reveal crack path in the specimen. Furthermore, one can determine the mode of fracture by observing the fracture surface morphology from the image of replica. Two examples are given to illustrate the potential of the surface replication technique. In the first example, apparent toughness increase in $B_{4}C-Al$ composites at high strain rate is investigated by surface replication to elucidate the mechanism of fracture at different strain rates. The polytypes of SiC formed during the sintering of SiC-AlN composite and their effect on the fracture behavior of SiC-AlN composite are analyzed in the second example.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.400-405
• /
• 2004

In this study, the optimal welding condition of the input power was selected experimentally through the ERW simulator, which is equal to welding status of ERW part in pipe. This condition is the input power 250kW in the heat treatment of the $900^{\circ}C$ normalizing derived from the nondestructive technique and impact energy. In order to evaluate the variation of the fatigue life in the pipe, fatigue surface crack growth test of base and optimal welded metal were performed statistically. As stress intensity factor range (${\Delta}K_s$) increases, the fatigue crack propagation rate (da/aN) of the base metal is faster than that of the welded joint. The variation of the fatigue life in the ERW pipe was estimated statistically using Monte-Carlo simulation with the standard deviation of material constants (C and m) of the paris law in the specimen.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.12-21
• /
• 1988

The behaviour of pressure vessel made of SS41 steel was investigated during hydrotest. AE tests were carried out for the vessels in as-manufactured, V-notched and weld-cracked state using microcomputer-based AE instrumentation. The following results were obtained: 1) In the case of source location using cylindrical program, to minimize the error of source location, the difference of max. Delta T values measured from each sensor should be kept as small as possible. 2) When crack grew, AE event rate increased continuously but AE event from the inclusions occurred intermittently, so by analyzing event rate, the source of AE could be derived. 3) From the spot welding part of supporter, many events with low energy occurred independent of Kaiser effect, which could be confirmed by analyzing energy parameter. 4) The b-value from the tensile specimen of was lower than that from normal specimen and the b-value from crack propagation was lower than that from deformation, so by analyzing peak amplitude distribution, the source mechanism could be derived from the b-value.

• Composites Research
• /
• 제35권6호
• /
• pp.439-446
• /
• 2022

본 연구에서는 브레이딩 공법으로 자동차용 섬유강화 복합재 코일 스프링을 제작했으며, 안전성 확인을 위해 압축시험 후 손상평가를 진행하였다. 하중-변위 거동의 분석을 통해 스프링의 강성이 규격에 부합하는지 평가했다. 또한 복합재료의 기계적 특성에 대한 기준을 명확하게 파악하기 위해 기공의 분포 및 함침율을 분석하였다. 시험이 완료된 스프링은 육안검사를 진행하여 손상부를 확인했으며, SEM을 이용하여 스프링의 균열 및 파손 인접부에서 채취한 횡단면 시료의 균열 발생 및 진전부 관찰을 통해 파괴모드를 분석하였다.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.41-48
• /
• 1989

본 연구에서는 기계적 성질이 상이한 4가지 박용재료에 대한 피로실험을 통하여, 일정 진폭하중 피로실험에서의 피로균열 전파거동과 단일 과부하하중 피로실험에서의 피로균열 전파거동을 비교함으로써, 재료의 변형경화지수(n)와 단일과부하하중에 의한 피로균열 지연효과와의 관계를 규명하고자 하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 단일 과부하하중을 작용시키면 피로 균열 전파속도는 지연되며, 이 지연효과의 정도는 재료의 기계적 성질 특히 변형경화지수와 밀접한 관계가 있다. (2) 단일 과부하하중에 의한 피로 균열 전파속도는 변형경화지수의 값이 작은 재료에서는 피로균열 지연효과가 작고, 변형경화지수의 값이 큰 재료일수록 지연효과가 커진다. (3) 단일 과부하하중에 의한 균열 closure의 현상은 변형경화지수의 값이 큰 재료에서 뚜렷이 나타나며, n이 0.2보다 큰 재료에서 단일 과부하하중에 의한 피로수명 연장이 효과적임을 알 수 있다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제24권2호
• /
• pp.94-100
• /
• 1988

평면 굽힘부식피로 시험기를 사용하여 선박용 알루미늄합금재의 부식피로파양에 관한 연구를 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 비저항이 증가함에 따라서 초기 부식피로균열발생까지의 반복회수는 지연되고, 그 부식감수성은 감소하는 양상을 나타낸다. 2. 비저항이 감소할수록 Paris rule의 실험상수 m 값은 작아지면서 응력강도 계수값에 비해 부식에 의한 영향이 더욱 민감해 진다. 3. 알루미늄 5086 합금의 부식피로균열은 입계균열파양의 양상을 보이고 있다. 4. 응력강도계수값이 증가함에 따라 부식감수성은 감소되어지고 응력강도계수값이 40kg.mm super(-3/2) 이상일 때 부식감수성은 거의 균일하게 된다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.43-49
• /
• 2004

The lightness of components required in the automobile and machine industry necessitates the use of high strength components. In particular, the fatigue failure phenomena, which occurs when using metal, increases the danger to human life and property. Therefore, antifatigue failure technology is an integral part of current industries. Currently, the shot peening is used for removing the defect from the surface of steel, while improving the fatigue strength on surface. Therefore, in this paper, the effect of compressive residual stress of spring steel(JISG SUP-9) by shot-peening on fatigue crack growth characteristics in a stress ratio(R=0.1, R=0.3, R=0.6) was investigated, giving consideration to fracture mechanics. By using the methods mentioned above, following conclusions are drawn: (1) The fatigue crack growth rate(da/dN) of the shot-peening material was lower than that of the un-peening material and in stage I, ΔKth, the threshold stress intensity factor of the shot-peen processed material is high in critical parts, unlike the un-peening material. Also m, fatigue crack growth exponent and number of cycle of the shot-peening material, was higher than that of the un-peening material, as concluded from effect of da/dN. (2) Fatigue life shows more improvement in the shot-peening material than in the un-peening material, and the compressive residual stress of surface on the shot-peen processed operate resistance of fatigue crack propagation.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제51권1호
• /
• pp.228-237
• /
• 2019

The crack growth responses of as-received and as-welded Alloy 600/182 and Alloy 690/152 welds to constant loading were measured by a direct current potential drop method using compact tension specimens in primary water at $325^{\circ}C$ simulating the normal operating conditions of a nuclear power plant. The as-received Alloy 600 showed crack growth rates (CGRs) between $9.6{\times}10^{-9}mm/s$ and $3.8{\times}10^{-8}mm/s$, and the as-welded Alloy 182 had CGRs between $7.9{\times}10^{-8}mm/s$ and $7.5{\times}10^{-7}mm/s$ within the range of the applied loadings. These results indicate that Alloys 600 and 182 are susceptible to cracking. The average CGR of the as-welded Alloy 152 was found to be $2.8{\times}10^{-9}mm/s$. Therefore, Alloy 152 was proven to be highly resistant to cracking. The as-received Alloy 690 showed no crack growth even with an inhomogeneous banded microstructure. The cracking mode of Alloys 600 and 182 was an intergranular cracking; however, Alloy 152 was revealed to have a mixed (intergranular + transgranular) cracking mode. It appears that the Cr concentration and the microstructural features significantly affect the cracking resistance and the cracking behavior of Ni-base alloys in PWR primary water.

• 수산해양기술연구
• /
• 제28권2호
• /
• pp.216-227
• /
• 1992

The corrosion rate, behavior of corrosion fatigue and characteristic of cathodic protection for SB41 were investigated by corrosion and corrosion control tests in seawater at laboratory and coast. The main result obtained are as the following; 1) The corrosion rate of base metal (BM) is about 28-37 mg/dm super(2) day in seawater of coast. 2) The correlation between the stress intensity factor range $\Delta$K and crack propagation rate da/dN for weldment follows paris' rule in seawater : da/dN=C($\Delta$K) super(m) where m is the slope of the correlation, and is 2.02 for BM and 1.75 for heat affected zone (HAZ) respectively. 3) The corrosion sensitivity of HAZ is more sensitive than that of BM under the low region of $\Delta$K. 4) With increase of bared surace area of cathode, cathodic protection potential is increased sharply.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.133-142
• /
• 1984

횡방향(橫方向)과 종방향(縱方向), 대입열용접(大入熱鎔接)과 소입열용접(小入熱鎔接), 모재(母材)와 같은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料) 사용(使用)과 모재(母材)보다 낮은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料) 사용(使用) 등으로 서로 비교되는 용접(鎔接)이음의 소인장시험편(小引張試驗片)을 만들어서 피로시험(疲勞試驗)을 행하여 피로구열(疲勞龜裂) 진전속도(進展速度) ${\frac{da}{dN}}$와 구열선단(龜裂先端) 부근의 응력확대계수(應力擴大係數)의 변동범위(變動範圍) ${\Delta}K$와의 관계곡선(關係曲線)을 그려서 비교시험간(比較試驗間)의 모재(母材), 열영향부(熱影響部) 및 용착금속부(鎔着金屬部)로 구분, 혹은 지금까지의 연구자료(硏究資料) 등과 비교검토하였다. 이 결과, 다음과 같은 현상들을 알 수 있었다. 기본적(基本的)으로, 용접방향(鎔接方向), 용접입열량(鎔接入熱量), 용접재료(鎔接材料)의 강도(强度), 혹은 모재(母材), 열영향부(熱影響部) 및 용착금속부(鎔着金屬部)의 구분 등에 따라 ${\frac{da}{dN}}-{\Delta}K$관계에 큰 차이가 없었다. 다만, 첫째, 소재(素材)에 대한 경우에 비해 대개 처음은 같은 ${\Delta}K$에서 ${\frac{da}{dN}}$가 상당히 늦다가 점차 증가하여 중간쯤에서 같아진 후 끝 부분에서 같은 ${\Delta}K$에서${\frac{da}{dN}}$가 다소 빨라짐을 알 수 있었다. 둘째, 열영향부(熱影響部)에서 용접금속부(鎔接金屬部)로 진전(進展)하면서 ${\frac{da}{dN}}$가 다소 늦어지는 것을 알 수 있었다. 셋째, 용접방향(鎔接方向)과 구열방향(龜裂方向)이 평행인 경우가 직각인 경우에 비해, 모재(母材)와 같은 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우 소입열용접(小入熱鎔接)인 경우가 대입열용접(大入熱鎔接)인 경우에 비해, 모재(母材)보다 낮은 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우 대입열용접(大入熱鎔接)인 경우가 소입열용접(小入熱鎔接)인 경우에 비해, 대입열(大入熱)의 평행용접(鎔接)의 경우를 제외한 모든 용접(鎔接)에서 모재(母材)와 같은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우가 모재(母材)보다 낮은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우에 비해 ${\Delta}K$가 낮은 시기(時期)에 일찍 저속(低速)으로 구열(龜裂)이 시작되어 ${\Delta}K$의 큰 증가없이 ${\frac{da}{dN}}$가 빠르게 증가한 다음 다른 경우와 같은 성상(性狀)으로 진전됨을 알 수 있었다. 넷째, 소입열용접(小入熱鎔接)의 경우 평행용접(鎔接)이 직각용접(鎔接)에 비해, 소입열용접(小入熱鎔接)이 대입열용접(大入熱鎔接)에 비해 같은 ${\Delta}K$에서 ${\frac{da}{dN}}$가 다소 늦은 것을 알 수 있었다.