This study was performed to investigate the effect of austempering temperature on the mechanical properties and fracture characteristics of the ductile cast iron with Cu, Mo and Cu, Mo, Ni. The results obtained from this study are summarized as follows; Microstructures of Cu-Mo and Cu-Mo-Ni ductile cast iron by austempering were obtained low bainite with some martensite at $250^{\circ}C$, mixture structure of upper and low bainite obtained at $300^{\circ}C$ and upper bainite obtained at $350^{\circ}C$. Tensile, impact and fracture toughness properties were remarkably controlled by retained austenite. With increasing austempering temperature, tensile and yield strength, hardness decreased, while the elongation and impact absorption energy, fracture toughness increased. With adding Ni, tensile and yield strength increased and elongation, facture toughness and impact absorption energy decreased. Retained austenite increased with increasing austempering temperature and the fracture surface were shown mixture structure of fibrous and dimple.
Muhammad Umar Khan;Shamsad Ahmad;Mohammed A. Al-Osta;Ali Husain Algadhib;Husain Jubran Al-Gahtani
Advances in concrete construction
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제15권3호
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pp.161-170
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2023
Ultra-high-performance concrete (UHPC) is produced using high amount of cementitious materials, very low water/cementitious materials ratio, fine-sized fillers, and steel fibers. Due to the dense microstructure of UHPC, it possesses very high strength, elasticity, and durability. Besides that, the UHPC exhibits high ductility and fracture toughness due to presence of fibers in its matrix. While the high ductility of UHPC allows it to undergo high strain/deflection before failure, the high fracture toughness of UHPC greatly enhances its capacity to absorb impact energy without allowing the formation of severe cracking or penetration by the impactor. These advantages with UHPC make it a suitable material for construction of the structural members subjected to special loading conditions. In this research work, the UHPC mixtures having three different dosages of steel fibers (2%, 4% and 6% by weight corresponding to 0.67%, 1.33% and 2% by volume) were characterized in terms of their mechanical properties including facture toughness, before using these concrete mixtures for casting the slab specimens, which were tested under high-energy impact loading with the help of a drop-weight impact test setup. The effect of fiber content on the impact energy absorption capacity and central deflection of the slab specimens were investigated and the equations correlating fiber content with the energy absorption capacity and central deflection were obtained with high degrees of fit. Finite element modeling (FEM) was performed to simulate the behavior of the slabs under impact loading. The FEM results were found to be in good agreement with their corresponding experimentally generated results.
Cr3C2 -dispersed TiC composites were prepared via HPCS(high pressure-self combustion sintering) pro-cess using mixtures of Ti, Cr and a carbon source for the purpose of increasing the facture toughness and sinterability of TiC. In this study the microstructure and properties of the composites were investigated in terms of relation to the carbon source the particle size of Ti and the amount of Cr. It was found that car-bon black was the most effective carbon source among the various carbon sources tested and the reaction was more effective as the particle size of Ti decreased. Among the sintered composites of Ti-C-Cr system the one with 30wt% Cr showed the best physical properties with 0.5% in apparent porosity 98.8% in re-lative density 18.2 GPa in hardness and 4.46 MPa.m1/2 in fracture toughness. In addition it was observed that the lattice constant of TiC decreased gradually with increasing the amount of Cr.
In this study, EH36 is thick steel plate, which welded by auto $CO_2$ gas welding machine, has been applied on offshore filed. The specimen was examined by indentation tester and it was measured for fracture toughness at $18^{\circ}C$, $0^{\circ}C$, $-20^{\circ}C$ and $-45^{\circ}C$ by low temperature chamber, respectively. The absorbed energy was got on same temperature by Charpy impact tester. The weld surface was observed for watch of changed crystalline structure by optical microscope, and fracture surface of impact test specimen were observed by scanning electron microscope(SEM).
에폭시계 탄소섬유복합재는 고유의 높은 취성특성으로 인해 산업 응용에 적합성에 한계로 인성 특성을 향상시키기 위한 광범위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 최소 함량을 활용하는 데 중점을 두고 PA6입자(pPA6)와 CTBN에 의한 인성 메커니즘을 평가하는 데 초점을 맞춰 Mode I 파단 인성 및 인장강도 분석을 통해 다양한 농도의 p-PA6와 CTBN 첨가제, 즉 0.5, 1, 2.5 및 5 phr의 영향을 평가하였다. p-PA6는 1 phr의 비교적 낮은 비율에서 인성이 강화되었으며, 인장강도를 유지하면서 동시에 향상된 인성에 기여하는 지속적인 파단 거동으로 나타났다. 또한, p-PA6의 입자 응집에 영향에 의해 전체적인 인성 메커니즘에 영향을 미치는 것을 확인하였다. CTBN 첨가는 2.5 phr 이상의 높은 농도에서 인성의 증가하나, 인장강도의 감소를 동반하고 취성을 나타내는 기존의 복합재와 유사한 파단 거동을 관찰하였으며, p-PA6, CTBN 두 첨가 기술은 특정 농도 조건에서 인장강도를 미세하게 향상시키는 것으로 확인하였다. 해당 결과를 통해 p-PA6, CTBN 강화 기술 적용에 최적화된 조건이 확립하였다.
Micromechanical facture models can be used to predict ductile fracture in steel structures. In order to calibrate the parameters in the micromechanical models for the largely used Q345 steel in China, uniaxial tensile tests, smooth notched tensile tests, cyclic notched bar tests, scanning electron microscope tests and finite element analyses were conducted in this paper. The test specimens were made from base metal, deposit metal and heat affected zone of Q345 steel to investigate crack initiation in welded steel connections. The calibrated parameters for the three different locations of Q345 steel were compared with that of the other seven varieties of structural steels. It indicates that the toughness index parameters in the stress modified critical strain (SMCS) model and the void growth model (VGM) are connected with ductility of the material but have no correlation with the yield strength, ultimate strength or the ratio of ultimate strength to yield strength. While the damage degraded parameters in the degraded significant plastic strain (DSPS) model and the cyclic void growth model (CVGM) and the characteristic length parameter are irrelevant with any properties of the material. The results of this paper can be applied to predict ductile fracture in welded steel connections.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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