• 한국해양공학회지
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• 제28권4호
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• pp.306-313
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• 2014

Super duplex stainless steels (sDSS) are excellent for use under severely corrosive conditions such as offshore and marine applications like pipelines and flanges. sDSS has better mechanical properties and corrosion resistance than the standard duplex stainless steel (DSS) but it is easier for a sigma phase to appear, which depresses the mechanical property and corrosion resistance, compared to DSS, because sDSS has a higher alloy element than DSS. In addition, sDSS has a feeble ductile-brittle transition temperature (DBTT) because it has a 50% ferrite microstructure. In the actual operating environment, sDSS would be thermally affected by welding and a sub-zero temperature environment. This study analyzed how precipitated sDSS behaves at a sub-zero temperature through annealing heat treatment and a sub-zero tensile test. Six types of specimens with annealing times of up to 60 min were tested in a sub-zero chamber. According to the experimental results, an increase in the annealing time reduced the elongation of sDSS, and a decrease in the tensile test temperature raises the flow stress and tensile stress. In particular, the elongation of specimens annealed for 15 min and 30 min was clearly lowered with a decrease in the tensile test temperature because of the increasing sigma phase fraction ratio.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2376-2385
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• 2022

Two groups of oxide dispersion-strengthened reduced-activation ferritic/martensitic steels (A and B) were prepared by adding Y, Ti, and Zr into steels through vacuum induction melting to investigate the inclusions, microstructures, mechanical properties of the alloys. Results showed that particles with Y, Ti, and Zr easily formed. Massive, Zr-rich inclusions were found in B steel. Density of micron inclusions in A steel was 1.42 × 10¹⁴ m^-3, and density of nanoparticles was 3.61 × 10¹⁶ m^-3. More and finer MX carbides were found in steel tempered at 650 ℃, and yield strengths (YS) of A and B steel were 714±2 and 664±3.5 MPa. Thermomechanical processing (TMP) retained many dislocations, which improved the mechanical properties. YSs of A and B treated by TMP were 725±3 and 683±4 MPa. The existence of massive Zr-rich inclusions in B steels interrupted the continuity of the matrix and produced microcracks (fracture), which caused a reduction in mechanical properties. The presence of fine prior austenite grain size and inclusions was attributed to the low DBTTs of the A steels; DBTTs of A650 and A700 alloy were -79 and -65 ℃. Tempering temperature reduction and TMP are simple, readily useable methods that can lead to a superior balance of strength and impact toughness in industry applications.

• 한국재료학회지
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• 제24권10호
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• pp.520-525
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• 2014

Effects of Cu and B on effective grain size and low-temperature toughness of thermo-mechanically processed high-strength bainitic steels were investigated in this study. The microstructure of the steel specimens was analyzed using optical, scanning, and transmission electron microscopy; their effective grain size was also characterized by electron back-scattered diffraction. To evaluate the strength and low-temperature toughness, tensile and Charpy impact tests were carried out. The specimens were composed of various low-temperature transformation products such as granular bainite (GB), degenerated upper bainite (DUB), lower bainite (LB), and lath marteniste (LM), dependent on the addition of Cu and B. The addition of Cu slightly increased the yield and tensile strength, but substantially deteriorated the low-temperature toughness because of the higher volume fraction of DUB with a large effective grain size. The specimen containing both Cu and B had the highest strength, but showed worse low-temperature toughness of higher ductile-brittle transition temperature (DBTT) and lower absorbed energy because it mostly consisted of LB and LM. In the B-added specimen, on the other hand, it was possible to obtain the best combination of high strength and good low-temperature toughness by decreasing the overall effective grain size via the appropriate formation of different low-temperature transformation products containing GB, DUB, and LB/LM.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.62-69
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• 2016

Current guidance considers that uniaxially loaded specimen with a deep crack is used for the determination of the ductile-to-brittle transition temperature. However, reactor pressure vessel is under biaxial loading in real and the existence of deep crack is not probable through periodic in-service-inspection. The elastic stress intensity factor and the elastic-plastic J-integral which were used for crack-tip stress field and fracture mechanics assessment parameters. The difference of the loading condition and crack geometry can significantly influence on these parameters. Thus, a constraint effect caused by differences between standard specimens and a real structure can over/underestimate the fracture toughness, and it affects the results of the structural integrity assessment, consequentially. The present paper investigates the constraint effects by evaluating the master curve $T_0$ reference temperature of PCVN (Pre-cracked Charpy V-Notch) and small scale cruciform specimens which was designed to simulate biaxial loading condition with shallow crack through the fracture toughness tests and 3-dimensional elastic-plastic finite element analyses. Based on the finite element analysis results, the fracture toughness values of a small scale cruciform specimen were estimated, and the geometry-dependent factors of the cruciform specimen considered in the present study were determined. Finally, the transferability of the test results of these specimens was discussed.

• 열처리공학회지
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• 제28권2호
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• pp.75-81
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• 2015

Effects of B and Cu additions on the microstructure and mechanical properties of high-strength bainitic steels were investigated in this study. Six kinds of high-strength bainitic steels with different B and Cu contents were fabricated by thermo-mechanical control process composed of controlled rolling and accelerated cooling. The microstructures of the steels were analyzed using optical and transmission microscopy, and the tensile and impact tests were conducted on them in order to investigate the correlation of microstructure with mechanical properties. Depending on the addition of B and Cu, various low-temperature transformation products such as GB (granular bainite), DUB (degenerated upper bainite), LB (lower bainite), and LM (lath martensite) were formed in the steels. The addition of B and Cu increased the yield and tensile strengths because of improved hardenability and solid solution strengthening, but decreased the ductility and low-temperature toughness. The steels containing both B and Cu had a very high strength above 1.0 GPa, but showed a worse low-temperature toughness of higher DBTT (ductile-to-brittle transition temperature) and lower absorbed energy. On the other hand, the steels having GB and DUB showed a good combination of tensile and impact properties in terms of strength, ductility, yield ratio, absorbed energy, and DBTT.

• 폴리머
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• 제25권2호
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• pp.218-225
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• 2001

복합재료의 기계적 계면 특성을 향상시키기 위하여 탄소섬유에 무전해 니켈도금 표면처리를 하였으며, 표면처리된 PAN계 탄소섬유를 에폭시수지에 함침시켜 프리프레그법으로 일방향 탄소섬유/에폭시수지 복합재료를 제조하였다. 본 연구에서는 무전해 니켈도금으로 유기된 취성-연성 전이 특성을 가지는 Ni-P 합금의 양에 따른 복합재료의 층간전단강도(ILSS)와 충격강도의 차이를 조사하였다. 또한, 탄소섬유 표면 특성의 변화를 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 측정하였다. 그 결과, 무전해 니켈도금된 탄소섬유 표면의 $O_{ls}$ /$C_{ls}$ 비 또는 니켈 (Ni)과 인 (P)이 증가되었으나 ILSS의 향상에는 큰 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었다. 그러나, 무전해 니켈도금으로 탄소섬유 표면에 도입된 Ni-P 합금은 복합재료의 연성에 따른 충격강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.593-598
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• 2013

본 연구에서는 ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transfer Infrared)기법을 이용하여 PCB 회로형성에 사용하는 아크릴레이트 계열의 포토레지스트 드라이필름(Dry film)의 흡습 특성을 평가하였다. 또한 습도 변화에 따른 드라이필름의 파단면을 관찰하여 습도에 따라 고분자의 파단특성이 달라지는 것으로 확인하였으며, 정량적인 분석방법으로써 흡습에 따른 무게 변화 및 ATR-FTIR을 이용한 흡광도 변화를 통하여 확산계수를 계산하였다. 실험 결과 주변환경의 온도와 습도가 높아질수록 상온에서 취성과 연성의 중간 정도의 특성을 나타내던 드라이필름이 연성으로 전이되는 사실을 확인할 수 있었고, 온도와 습도가 낮을 경우엔 취성의 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 이를 통해 PCB 회로형성 공정의 온 습도 환경 조건을 항상 일정하게 유지해야 일정한 품질을 유지할 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구에서 사용된 흡습특성 평가법인 ATR-FTIR방법의 타당성을 확보하기 위해, 기존에 많이 사용하는 무게 변화법을 통한 고분자-물 확산계수와 ATR-FTIR을 이용한 값을 상호 비교하였다. ATR-FTIR을 이용한 방법은 무게변화법과 동일한 수준의 정확도를 가질 뿐만 아니라 흡습 및 탈습 과정에서 고분자 구조가 어떻게 변화하는지를 평가할 수 있어 가장 적합한 방법으로 판단된다.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.446-451
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• 2009

신뢰성 평가 시험법인 RS M 0042에 따라, 열화시간 경과에 따른 선형저밀도 폴리에틸렌 파이프의 신뢰성 평가를 수행하였다. 열화시간이 증가함에 따라, 인장강도는 250일 열화시점까지 비례적으로 증가하였고, 경도는 비교적 미소한 증가를 보였으며, 연신율은 점진적으로 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 열화시간이 증가함에 따른, 결정화도의 증가와 열산화에 의한 가교밀도의 증가, 사슬 전단 및 사슬 운동성의 감소 등에 기인한 것으로 판단된다. 장기정수압시험 결과는 초기의 연성파괴에서 차후 취성파괴로 전환되는 시점이 존재함을 확인하였다. 산화유도시간 측정은 선형저밀도폴리에틸렌 파이프의 열산화 정도를 관찰하기 위해 도입되었다. 측정 결과는 250일 이후 선형저밀도폴리에틸렌 파이프에 첨가된 산화방지제가 거의 고갈되었음을 보여준다. $100^{\circ}C$ 열화 조건에서 산화방지제의 잔존량을 계산할 수 있는 실험식을 열화시간의 함수로 표현하여 제안하였다. 적외선분광분석 결과는 열화된 선형저밀도폴리에틸렌 파이프 표면상에 카르보닐 및 하드록실 관능기가 증가하였음을 보여준다. 이는 선형저밀도폴리에틸렌 표면의 탄화수소 그룹의 산화가 국부적으로 발생하였음을 나타낸다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권4호
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• pp.439-445
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• 2001

재료나 설비의 고온 장시간 사용으로 인하여 발생되는 재질열화 평가에는 파괴적인 방법이 널리 사용되고 있으며, 신뢰도가 높다. 그러나, 시험편의 채취가 어렵고 많은 경비와 시간이 소요된다. 전기저항법, 레프리카법, 바크하우젠 노이즈법, 전기화학적방법, 초음파법 등과 같은 비파괴적인 열화손상 평가 방법이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강을 $630^{\circ}C$에서 장시간 등온열처리로 모의 열화시험편을 제작하고, 고온설비부재에서 발생되는 미세조직의 변화와 고주파 초음파의 전파특성(감쇠계수)과의 일대일 상관관계를 규명하여 초음파 비파괴평가에 의한 열화도 평가의 유용성 유모를 실험적으로 검증하였다. 그 결과 2.25Cr-1Mo 인공열화재의 경우 열화가 진행됨에 따라 탄화물의 석출 및 조대화가 일어나며 초음파 감쇠계수는 증가하는 경향을 나타내었으며, 그 정도는 침상의 탄화물이 거의 소멸되는 1,000시간 이후에 초음파 감쇠계수가 급격히 증가하는 매우 좋은 상관성을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제10권7호
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• pp.464-470
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• 2000

스폰지 티타늄으로부터 수산호-탈수소화법(HDH)법으로 제조된 부말에 고상탈산법(DOSS)을 적용시켜 만든 산소 농도 범위 1980~8450 ppm, 입경 $25\mu\textrm{m}$ 내외의 불규칙 티타늄 분말의 성형 및 소결성을 조사하였다. 250MPa의 가압력으로 냉간압축성형한 결과, 성형밀도는 69.0%~62.3% 범위 내에 있었고 산호함량 증가에 따라 직선 또는 완만하게 감소하였다. 이러한 경향은 티타늄 분말의 경도변화로 설명할 수 있었다. 최고 7%까지의 차이를 보였던 성형밀도에도 불구하고 $1100^{\circ}C$에서 2시간동안 소결한 결과, 산소함량에 무관하게 소결밀도는 90.5$\pm$0.5%를 보였으며, 결정립의 크기는$60\mu\textrm{m}$ 내외의 균일하였고, 가공크기 및 분포도 유사하였다. 소결체의 경도에 미치는 산소의 영향은 실험범위 내에서 VHN(sintered)=135.5+64.3$\times$(wt%$O_2$)의 실험식을 얻었다. 소결체의 파단면 관찰한 결과, 연성에서 취성파괴로의 천이는 소결체에의 산소함량이 2987~5582ppm 사이에서 일어나는 것으로 나타났다.