Zhou, Yiyi;Chouery, Kim Eng;Xie, Jiang-Yue;Shu, Zhan;Jia, Liang-Jiu
Steel and Composite Structures
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v.35
no.6
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pp.739-752
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2020
This paper aims to investigate cyclic plasticity of a new type of high-performance austenitic stainless steel with both high strength and high ductility. The new stainless steel termed as QN1803 has high nitrogen and low nickel, which leads to reduction of cost ranging from 15% to 20%. Another virtue of the new material is its high initial yield strength and tensile strength. Its initial yield strength can be 40% to 50% higher than conventional stainless steel S30408. Elongation of QN1803 can also achieve approximately 50%, which is equivalent to the conventional one. QN1803 also has a corrosion resistance as good as that of S30408. In this paper, both experimental and numerical studies on the new material were conducted. Full-range true stress-true strain relationships under both monotonic and cyclic loading were obtained. A cyclic plasticity model based on the Chaboche model was developed, where a memory surface was newly added and the isotropic hardening rule was modified. A user-defined material subroutine was written, and the proposed cyclic plasticity model can well evaluate full-range hysteretic properties of the material under various loading histories.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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1999.08a
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pp.366-372
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1999
The deformation behavior of commercial stainless steels under hot rolling conditions was investigated by means of hot compression tests performed in the temperature range 800$^{\circ}C$ to 1200$^{\circ}C$. The measured flow stress-strain curves were analyzed by using a simple flow stress model. It was found that the reference strength of stainless steels are much higher than that of carbon steel and that nitrogen and molybdenum alloying greatly increases flow stress of austenitic stainless steel. Ferritic and duplex stainless steel showed comparatively low flow stresses. The flow stress model, which correlates the flow stress with temperature and strain rate, was applied to predict roll forces during hot-plate rolling of stainless steels.
Austenitic stainless steel 316L has been used a lot of applications because of its high corrosion resistance and formability. In addition, copper brazing is employed to create complex shape of 316L stainless steel for various engineering parts. In such system, copper-based filler metals make galvanic cell at metal/filler metal interface, and it accelerates corrosion of stainless steel. Furthermore, Cu-rich region formed by diffused copper in austenitic stainless steel can promote a pitting corrosion. In this study, we used an ammonia (NH3) gas to nitride the 316L stainless steel for improving the corrosion resistance. The thickness of the nitride (nitrogen high) layer increased with the treatment temperature, and the surface hardness also increased. The potentiodynamic polarization test showed the improvement of corrosion resistance of 316L stainless steel by enhancing the passivation on nitride layer. However, in case of high temperature nitriding, a chromium nitride was formed and its fraction increased, so that the corrosion resistance was decreased compared to the intact 316L stainless steel.
Ma, Yajun;Li, Shenghua;Jin, Yuansheng;Pan, Guoshun;Wang, Yucong;Tung, Simon C.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2002.10b
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pp.135-136
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2002
Molybdenum Nitrided (MoNx) films were deposited by DC planar magnetron sputtering. Silicon wafers and real nitrided stainless steel piston rings are employed as substrates. 12 different combinations of nitrogen and argon partial pressure, from 1:7 to 7:1, were applied to deposit MoNx films. X-ray diffraction (XRD) was used to determine the phase structures of films. When nitrogen vs. argon partial pressure is 1:7, the film is mainly $Mo_2N$ phase. With increase of nitrogen partial pressure, MoN phase emerges, but $Mo_2N$ phase still exists. Composition analysis with atomic emission spectrometry (AES) also agreed with this. The films have very high nanohardness (max 2400Hv) and good adhesion to the substrates.
The $WS_2$ solid lubricant synthesized through the vapour phase transport method was coated on the commercial bearing steel (SUJ 2) substrate, and the tribological behaviour of the lubricant was investigated using a ball-on-disk type tester. The $WS_2$ powder was spray-coated at room temperature using compressed air, and the change of friction coefficient was examined in various conditions, i.e., specimen configuration, atmosphere (air and nitrogen), applied load and rotating speed. $WS_2$ coated ball and disk showed the optimum friction coefficient of 0.07 and wear life of 45,000 cycles in the nitrogen atmosphere under 0.3 kgf and 100 rpm, whereas relatively high coefficient of 0.13 and reduced wear life of 4,000 cycles were observed in air atmosphere. The effect of rotating speed on the friction coefficient was not observed both in nitrogen and in air atmospheres. This confirmed that the spray-coated $WS_2$ solid lubricant was effective in reducing the friction coefficient and improving wear life in nitrogen atmosphere, and the oxygen and moisture existing in air could seriously deteriorate the lubrication effect of $WS_2$ coating layer.
Low carbon steel (S20C steel) and SPCC steel sheet have been austenitic nitrided at $700^{\circ}C$ in a closed pit type furnace by changing the flow rate of ammonia gas and heat treating time. When the flow rate of ammonia gas was low, the concentration of residual ammonia appeared low and the hardness value of transformed surface layer was high. The depth of the surface layer, however, was shallow. With increasing the concentration of residual ammonia by raising up the ammonia gas flow, both the depth of the surface layer and the pore depth increased, while the maximum hardness of the surface layer decreased. By introducing a large amount of ammonia gas in a short time, a deep surface layer with minimal pores on the outermost surface was obtained. In this experiment, while maintaining 10~12% of residual ammonia, the flow rate of inlet ammonia gas, 7 liter/min, was introduced at $700^{\circ}C$ for 1 hour. In this condition, the thickness of the surface layer without pores appeared about $60{\mu}m$ in S20C steel and $30{\mu}m$ in SPCC steel plate. Injecting additional methane gas (carburizing gas) to this condition played a deteriorating effect due to promoting the formation of vertical pores in the surface layer. For $1^{st}$ transformed surface layer for S20C steel, maintaining 10~12% residual ammonia condition via austenitic nitriding process resulted in ${\varepsilon}$ phase with relatively high nitrogen concentration (just below 4.23 wt.%N) among the mixed phases of ${\varepsilon}+{\gamma}$. The ${\varepsilon}$ phase was formed a specific orientation perpendicular to the surface. For $2^{nd}$ transformed layer for S20C steel, ${\gamma}$ phase was rather dominant (just above 2.63 wt.%N). For SPCC steel sheet, there appeared three phases, ${\gamma}$, ${\alpha}(M)$ and weak ${\varepsilon}$ phase. The nitrogen concentration would be approximately 2.6 wt.% in these phases condition.
Bake hardening steels have to resist strain aging to prevent the yield strength increment and stretcher strain during press process and to enhance the bake hardenability during baking process after painting. The bake hardening steels need to control the solute carbon and the solute nitrogen to improve the bake hardenability. Ti and/or Nb alloying for nitride and carbide precipitation and low carbon content below 0.003% are used to solve strain aging and formability problem for automotive materials. However, in the present study, the effect of micro-precipitation of copper sulfide on the bake hardenability and fatigue properties of extremely low carbon steel has been investigated. The bake hardenability of Cu-alloyed bake hardening (Cu-BH) steel was slightly higher (5 MPa) than that of Nb-alloyed bake hardening (Nb-BH) steel, but the fatigue limit of Cu-BH steel was far higher (45 MPa) than that of Nb-BH steel. All samples showed the ductile fracture behavior and some samples revealed distinct fatigue stages, such as crack initiation, stable crack growth and unstable crack growth.
Nur Maizatul Shima Adzali;Nurul Abidah Mohamad Khapeli;Alina Rahayu Mohamed
Advances in materials Research
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v.13
no.3
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pp.183-194
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2024
D3 tools steel and 440C stainless steel (SS) are normally being employed for application such as knife blade and cutting tools. These steels are iron alloys which have high carbon and high chromium content. In this study, lab work focused on the microstructural and corrosion behavior of D3 tools steel and 440C SS after went through heat treatment processes. Heat treatments for both steels were started with normalizing at 1020 ℃, continue with hardening at 1000 ℃followed by oil quenching. Cryogenic treatment was carried out in liquid nitrogen for 24 hours. The addition of cryogenic heat treatment is believed to increase the hardness and corrosion resistance for steels. Both samples were then tempered at two different tempering temperatures, 160 ℃ and 426 ℃. For corrosion test, the samples were immersed in NaCl solution for 30 days to study the corrosion behavior of D3 tool steel and 440C SS after heat treatment. The mechanical properties of these steels have been investigated using Rockwell hardness machine before heat treatment, after heat treatment (before corrosion) and after corrosion test. Microstructure observation of samples was carried out by scanning electron microscopy. The corrosion rate of these steels was calculated after the corrosion test completed. From the results, the highest hardness is observed for D3 tool steel which tempered at 160 ℃(54.1 HRC). In terms of microstructural analysis, primary carbide and pearlite in the as-received samples transform to tempered martensite and cementite after heat treatment process. From this research, for corrosion test, heat treated 440C SS sample tempered with 426 ℃possessed the excellent corrosion resistance with corrosion rate 0.2808 mm/year.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.3
no.3
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pp.52-57
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2004
Many kinds of gases, such as erosion gas, dilution gas, and toxic gas have been used in manufacturing process of LCD at semiconductor. In order to increase accumulation rate of manufacturing process, high degree of purity in these gases and minimized metalllic dust are required. All wetted stainless steel surface must be 316L electro-polished with $0254{\mu}m$ in average. Based on the AES analysis, Cr/Fe 11 and $Cr_2O_3$ thickness $25{\AA}$ are measured Molybdenum and silicon contaminants which is characteristic of stainless steel and oxygen were found on the surface.
Abenojar, J.;Esteban, D.;Martinez, M.A.;Velasco, F.
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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2006.09a
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pp.574-575
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2006
Due to the increasing use that the stainless steel is getting recently in the nuclear industry, this document proposes the study of the stainless steel 316L with boron addition. With the final product, the properties of the stainless steel 316L (good mechanical properties and high corrosion resistance) with the boron neutron absorption properties are claimed to unify. The P/M technologies allow adding higher boron quantities than with the solidification conventional technologies, where segregation is produced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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