초임계 이산화탄소 발전 시스템 구축을 위해서는 고온, 고압의 열악한 환경에 노출되는 터빈, 열 교환기, 압축기와 같은 핵심 부품들의 내식성 평가는 반드시 수행되어야 한다. 이를 위해 후보소재 3종 Ferritic-Martensitic Steel (T92), Austenitic Steel (SS316L), Ni-based Alloy (IN738LC)를 선정하여 고온의 유사 초임계 $CO_2$ 발전 환경에서의 내식성 평가를 진행하였다. $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$의 2개의 온도 구간에서 $CO_2$ 분위기를 조성하여 800 시간 동안 노출시킨 뒤, Weight Change, Surface Morphology, Cross Section, Composition을 분석하였다. Cr-rich Protective Layer를 형성하는 Ni-based Alloy와 Fe/Cr-rich oxide를 형성하는 Austenitic Steel은 우수한 부식 저항성을 보인 반면에 Ferritic-Martensitic Steel은 높은 Weight Change와 Fe-rich Non-Protective Oxide가 관찰되어 상대적으로 낮은 부식 저항성을 보였다.
In order to improve the sheet formability of the ferritic stainless steel, the through-thickness textures of the recrystallized sample was modified by means of a thermomechanical treatment. An annealing process between the cold rolling reductions modified the preferred orientations throughout the thickness, which resulted in the modification of the final cold rolling texture as well as the final recrystallization texture. With the help of the modification of the recrystallization texture by the intermediate annealing, improvement of the sheet formability, i.e. an increase of the Lankford value.
In order to characterize the macroscopic mechanical response of ultra-thin (0.1 mm thick) ferritic stainless steel sheet at various loading paths, a crystal plasticity finite element method (CP-FEM) was introduced. The accuracy of the prediction results was validated by comparing with the experimental data. Based on the results, the forming limit diagram (FLD) was predicted using a modified Marchinicak-Kuczinski model coupled to a non-quadratic anisotropic yield function, namely, Yld2000-2d. The predicted FLD was found to be in good agreement with the experimental data.
The steel for automotive exhaust system needs a good corrosion resistance at the atmosphere of high temperature NaCl. Effect of the alloying elements Me, Ti, Nb on the NaCl induced hot corrosion behavior was investigated at the temperatures between 55$0^{\circ}C$ and 75$0^{\circ}C$ for 18Cr ferritic stainless steels. The weight loss by corrosion has increased linearly with corrosion cycle time, and the corrosion rate has accelerated at higher temperature. The alloying of Mo significantly improved corrosion resistance of the steel and the effect was more pronounced at higher temperature. The addition of alloying elements Ti, Nb have also shown improved corrosion resistance by formation of Ti(C,N) or Nb(C, N) precipitates.
In order to study the effect of lubrication during hot rolling, ferritic stainless steel (FSS) sheet were hot-rolled with and without application of lubrication. The effect of two hot rolling processes on the evolution of texture and microstructure after hot rolling, cold rolling and subsequent recrystallization annealing was studied by means of macro-texture analysis and microstructure observations. After hot rolling, the specimen rolled with lubrication showed rolling textures at the sheet surface, while the specimen rolled without lubrication displayed shear textures in the outer layers of the sheet. Hot rolling with lubrication was beneficial to the formation of strong recrystallization textures at sheet surface. However, hot rolling with lubrication led to the formation of orientation colonies in outer thickness layers of the recrystallized sheet.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제33권6호
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pp.860-866
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2009
It is very important to choose optimal material having good corrosion resistance and capabilities for the part materials such as the automotive exhaust system under a hot salt corrosion atmosphere. Generally, two types of corrosion come into the automotive exhaust system. One is 'Condensate Corrosion', which is occurred by exhaust gas condensate formed at the inner surface of exhaust system heated up during driving, which results in the acid condensate pitting. The other is 'High Temperature Salt Corrosion' occurring from the interaction between the chloride ion coming from salt at the seaside district or snow salt and the outer surface of exhaust system. By the corrosion attack, the main muffler is firstly damaged and the life cycle of an automobile is significantly decreased. It has been investigated that the hot salt corrosion properties of a STS 409L and 436L ferritic stainless steels which are well-known for the materials of the automotive exhaust system. In addition, the corrosion properties of hot dip aluminum coated STS 409L have been compared with uncoated steels. Aluminum coated STS 409L showed a superior corrosion resistance than uncoated STS 409L, and futhermore showed a better corrosion resistance than a STS 436L, which is an expensive ferritic stainless steel having a excellent corrosion resistance caused from more chromium content of an alloying element.
The ferritic stainless steels are generally considered to have poor weldability compared with that of the austenitic stainless steels. However the primary advantages of ferritic stainless steels include lower material cost than the more commonly used austenitic stainless steels and a greater resistance to stress corrosion cracking. Thus, the weldability of ferritic stainless steels was investigated in this study. In concerning the weldability, Grain size measurement test, Erichsen test and Varestraint test were involved. full penetration welds were produced by autogeneous direct current straight polarity (DCSP) and pulsed currents gas tungsten arc welding (GIAW) and the effect of pulsed currents welding on the welds was compared to that of DCSP welding. The results showed that pulsed current was effective to refine grain size in the weld metal and the finest grain size was obtained at the frequency of 150Hz. In addition, the ductility of welds was lower than that of base metal. Finally, autogeneous type 444 welds were less susceptible to macro solidification cracks, but more sensitive to micro cracks; SEM/EDS analysis indicated that all the inclusions in the crack showed enrichment of Mn, Si, O and S.
The purpose of this paper is to develop new Z-Factors to evaluate the behavior of circumferential surface crack in ferritic steel piping including base metal and Submerged Arc Weld(SAW) metal in nuclear power plant. The Z-factor is a load multiplier to convert plastic load to elasto-plastic load. However the current Z-Factor is a load multiplier to convert plastic load to elasto-plastic load. However the current Z-Factor gives too conservative results. In this study, a J-estimation method, SC.TNP method, which is based on GE/EPRI expression, is used to develop new Z-Factors. The desirabilities of both the SC.TNP mehtod and the new Z-Factors are examined using the previous experimental results for the circumferential surface crack in ferritic steel pippings. The results are as follows ; (1) The SC.TNP mehtod is good for describing the circumferential surface crack behavior in farritic steel pipings, while the well-known R6 mehtod and DPFAD method give too conservative results. (2) The ASME-Z-Factor method using nwe Z-Factors well predicts the behavior of circumferential surface crack in ferritic steel pipings including base emtal and SAW metal.
The microstructural evolution of ferritic 9Cr-1Mo-V-Nb steel, subjected to creep-fatigue at $550^{\circ}C$, was evaluated nondestructively by measuring the ultrasonic velocity. The variation of the ultrasonic velocity with the fatigue life fraction exhibited three regions. In the first region ($N/N_f$<0.2), a significant increase in the velocity was observed, followed by a slight increase between the fatigue life fractions of $0.2N_f$ and $0.8N_f$, and then a decrease in the final region. The change of the ultrasonic velocity during creep-fatigue was interpreted in relation to the microstructural properties. This study proposes an ultrasonic nondestructive evaluation method of quantifying the level of damage and microstructural change during the creep-fatigue of ferritic 9Cr-1Mo-V-Nb steel.
Development of high strength steel requires proper understanding of hydrogen behavior since the higher the steel strength the greater the susceptibility of hydrogen assisted cracking. This paper provides a brief but broad overview on hydrogen entry and transport behavior of high-strength ferritic steels. First of all, hydrogen absorption, diffusion and trapping mechanism of the steels are briefly introduced. Secondly, several experimental methods for analyzing the physical/chemical nature of hydrogen uptake and transport in the steels are reviewed. Among the methods, electrochemical permeation technique utilized widely for evaluating the hydrogen diffusion and trapping behavior in metals and alloys is mainly discussed. Moreover, a modified permeation technique accommodating the externally applied load and its application to a variety of steels are intensively explored. Indeed, successful utilization of the modified permeation technique equipped with a constant load testing device leads to significant academic progress on the hydrogen assisted cracking (HAC) phenomenon of the steels. In order to show how the external and/or residual stress affects mechanical instability of steel due to hydrogen ingress, the relationship among the microstructure, hydrogen permeation, and HAC susceptibility is briefly introduced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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