• 제목/요약/키워드: Shot Peening

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쇼트피닝 가공된 Alloy 600 재료의 고온환경하에서의 잔류응력 및 피로특성 (Fatigue Characteristics and Compressive Residual Stress of Shot Peened Alloy 600 Under High Temperature)

  • 김종천;조홍석;정성균
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.333-338
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    • 2013
  • 본 논문에서는 쇼트피닝 가공된 Alloy 600 재료의 고온환경하에서의 압축잔류응력 및 피로거동에 대해 연구하였다. 연구에 사용된 Alloy 600 재료는 원자력발전소에서 사용되는 주요부품 소재이며, 피닝가공으로 형성된 압축잔류응력은 응력부식균열(SCC; Stress Corrosion Cracking)의 발생을 크게 억제하는 것으로 알려져 있다. 현실성 있는 실험결과를 획득하기 위하여 실제 국내 원자력 발전소 주요부품의 사용온도를 포함한 고온 환경에서 피로특성 및 압축잔류응력을 평가하였다. 연구결과 약 $538^{\circ}C$이하에서는 피닝가공 효과가 존재하는 것으로 파악되었다. 피로수명은 $538^{\circ}C$ 까지 유지되는 것으로 분석되었으며, $538^{\circ}C$ 에서의 압축잔류응력은 상온에서의 값에 비하여 68.2%를 유지하였다. 본 연구결과는 원자력발전소의 안전 및 신뢰성 확보에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

자동차 현가장치재의 부식피로수명에 따른 압축잔류응력의 영향 (The Effect of Compressive Residual Stress according to Corrosion Fatigue Life of Automobile Suspension Material)

  • 기우태;박성모;문광석;박경동
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • A study of new materials that are light-weight, high in strength has become vital to the machinery of auto industries. But then, there are a lot of problems with developing such materials that require expensive tools, and a great deal of time and effort. Therefore, the improvement of fatigue strength and fatigue life are mainly focused on by adopting residual stress. And Influence of corrosive condition for corrosion fatigue crack was investigated, after immersing in 3.5%NaCl, $10%HNO_3$+3.5%HF, $6%FeCl_3$. The immersion period was performed for 365days. The compressive residual stress was imposed on the surface according to each shot velocity based on shot peening, which is the method of improving fatigue life and strength. Fatigue life shows more improvement in the shot peened material than in the un peened material in corrosion conditions. The threshold stress intensity factor range was decreased in corrosion environments over ambient. Compressive residual stress of surface on the Shot-peen processed operate resistance force of fatigue crack propagation. The fatigue crack growth rate of the Shot-peened material was lower than that of the un peened material. Also m, fatigue crack growth exponent and number of cycle of the shot peened material was higher than that of the un peened material. That is concluded from effect of da/dN.

유한요소해석을 이용한 스테인리스 스틸의 쇼트 블라스팅 공정 최적화 (Finite Element Analysis for Shot Blasting Process Optimization of Stainless Steel)

  • 송승엽;박준영;김준식
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.22-27
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    • 2013
  • A shot blasting process is to improve the surface quality of stainless steels. The process is similar to a well-known shot peening that is used to strengthen the surface via the residual stress. In the shot blasting process, it is important to decide many parameters, such as the size, incident angle and velocity of shot balls, to effectively get rid of the iron oxide on the surface of stainless steels. In this study, the simulation of the shot blasting process is carried out by a finite element software, which can help to find out the optimal design parameters to cause the delamination of the iron oxide from the stainless steel substrate. The results obtained are also compared to those of the discrete element method to verify them.

LCD 모니터 힌지용 인장 스프링의 피로특성 (Fatigue Characteristics of Tension Spring for LCD Monitor Hinge)

  • 정선환;최성대;김기만;변용근;양승철
    • 한국기계가공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.13-19
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    • 2007
  • The spring is an important mechanical parts to improve the functions of precision machines, automobiles, ships, industrial machines, and IT devices etc.. The hinge mechanism for LCD monitors is very important to support and maintain the proper position of monitor panel, and the tension spring which is a major parts of hinge mechanism plays a significant roll to provide the supporting force positioning the monitor panel. In this paper, an analysis and experiment were carried out to investigate the fatigue characteristics of the tension spring of hinge mechanism, such as hardness test, fatigue test and fractography analysis. As a result of this study the SWPB with heat treatment and shot peening was found to have the optimal design conditions of tension spring for LCD monitor hinge mechanism.

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H13소재의 쇼트피닝과 이온질화에의한 표면경화

  • 조균택;손석원;유광춘;이영국;이원범
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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    • pp.58-59
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    • 2012
  • Surface hardening mechanism of H13 steel was investigated when ion niriding after shot peening process was applied. Severe plastic deformation induced nanocrystallized grains at surface region. Higher nitrogen concentration was achieved in ion nitrided specimen with shot peening treatment than in single nitrided specimen. The elemental mapping on chromium and nitrogen by TEM-EELs showed chromium dissolved in matrix enhanced bulk nitrogen diffusion at surface region. Higher nitrogen diffusion also caused lattice distortion. Nano-sized grains, higher nitrogen concentration, and lattice diffustion contributed to the surface hardening.

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자동차용 스프링강의 온도변화에 따른 피로 및 파괴인성에 관한 연구 (A Study on Fatigue and Fracture Toughness on Change Temperature of Spring Steel for Automobile)

  • 김추용;박원조;정재욱;허선철
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.308-313
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    • 2004
  • Recently, the steel parts used for automobiles and trains are required to be used under higher stress than ever before in need of the weight down. In this study, high strength and superior toughness spring steels as the suspension material, used for automobile and railroad industries were utilized to carry out the following in vestigations; 1) To evaluate the characteristics of fatigue crack propagation, the experiments of fatigue crack growth were respectively carried out at the room temperature(RT), $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$ 2) Peening and unpeening materials at the each temperature were investigated for the effect on fracture toughness by compressive residual stress generated from the shot peeing.

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차량용 스프링강의 피로거동에 미치는 온도의 영향 (An Effect of Temperature on the Fatigue Crack Propagation Behavior of Spring Steel for Vehicle)

  • 박경동;류찬욱
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.83-90
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    • 2004
  • In this study, CT specimens were prepared from spring steel(SUP9) processed shot peening which was room temperature and low temperature experiment. And we got the following characteristics from fatigue crack growth test carried out in the environment of room temperature and low temperature at $25^{\circ}C$, $-30^{\circ}C$, $-50^{\circ}C$, $-70^{\circ}C$,$-100^{\circ}C$, and $-150^{\circ}C$, in the range of stress ratio of 0.05 by means of opening mode displacement. The threshold stress intensity factor range ΔKth in the early stage of fatigue crack growth (Region I)was increased but stress intensity factor range ΔK in the stable of fatigue crack growth (Region II) was decreased in proportion to decrease temperature. It is assumed that the fatigue resistance characteristics and fracture strength at low temperature and high temperature is considerably higher than that of room temperature in the early stage and stable of fatigue crack growth region.

Microstructural Evolution and Recrystallization Behavior Traced by Electron Channeling Contrast Imaging

  • Oh, Jin-Su;Yang, Cheol-Woong
    • Applied Microscopy
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    • 제48권4호
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    • pp.130-131
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    • 2018
  • Electron channeling contrast imaging (ECCI) is one of the imaging techniques in scanning electron microscopy based on a variation in electron backscattering yield depending on the direction of the primary electron beam with respect to the crystal lattice. The ECCI provides not only observation of the distribution of individual grains and grain boundaries but also identification of the defects such as dislocations, twins, and stacking faults. The ECCI at the interface between recrystallized and deformed region of shot peening treated nickel clearly demonstrates the microstructural evolution during the recrystallization including original grain boundaries, and thus can provide better insight into the recrystallization behavior.

동합금 Water cavitation peening에 의한 전기화학적 특성 연구 (Electrochemical characteristics in water cavitation peening for Al bronze in distilled water)

  • 김성종;박재철;김민성;한민수
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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    • pp.79-79
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    • 2011
  • water cavitation peening(WCP)은 water jet 과정으로 인한 cavitation이 발생할 때, 금속표면 cavitation 현상에 의해 재료표면의 잔류응력과 경도 등의 물성을 변화시키게 되며, 그로 인해 생긴 잔류 응력으로 재료의 내구성 및 수명을 향상시키는 기술이다. 최근에는 water jet을 이용한 장치들이 건설 분야, 일반기계분야, 컷팅 공정, 분쇄 등 다양한 분야에서도 사용되고있다. 그러나 water jet을 이용한 peening은 소개 된지 20여년이 경과했음에도 불구하고 연구 및 개발 내용은 shot peening에 비해 아직 초기 단계이다. water cavitation peening은 기존의 피닝 방법의 단점을 보완 할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 그 가치가 크다. 아직은 다른 peening 기법 보다 잔류압축응력 부가 측면에서 그 효과가 떨어지지만, water cavitation peening은 열에 영향을 받는 영역이 생성되지 않으며, 기계의 표면 가공을 하는 동안 어떤 미세한 먼지도 생성하지 않아 친환경적이다. 또한 복잡한 외형을 가지는 부품 및 내면에 적용성이 뛰어나고, 표면 정밀도 저하가 낮다는 장점이 있다. 본 연구에서는 조류발전용 블레이드의 재료로 사용하려는 동합금에 대하여 증류수 내에서 water cavitation peening 시간, 거리, 파형 등의 변수를 적용하여 최적 조건을 찾고, 다양한 전기화학적 실험을 실시하였으며, water cavitation peening 부의 부식특성을 평가 하였다. ASTM-G32 규정에 의거하여 압전효과를 용한 진동발생 장치(RB 111-CE)를 이용하여 동합금 표면에 water cavitation peening을 실시하고, 실험 후 표면의 손상거동을 관찰하기 위하여 3D현미경 및 전자주사현미경(SEM)을 사용하였다. 물성치 변화를 확인하기 위하여 SHIMADZU사의 HVM-2 Model의 비커스 경도기를 이용하여 표면 경도값을 측정하였다. 전기화학실험은 각 3회 이상 실시하였으며, Tafel 분석결과로 부식전류밀도와 부식전위의 평균, 부식전위를 알 수 있었고, 음분극 실험결과, 용존산소 환원반응에 의한 농도분극에서 수소가스발생에 의한 활성화 분극으로 진행되는 변곡점을 확일 할 수 있었다.

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표면파를 이용한 쇼트피닝된 Al 7075 합금의 잔류응력 평가 (Characterization of Residual Stress in Shot Peened Al 7075 Alloy Using Surface Acoustic Wave)

  • 김정석;김용권;박익근;권숙인
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.291-296
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    • 2006
  • 표면파를 이용하여 쇼트피닝된 Al 7075 합금의 잔류응력 분포를 평가하고자 하였다. 재료 내 표면층에 대한 잔류응력분포를 달리하기 위해서 피닝볼의 속도를 30m/s로 하여 쇼트피닝을 수행하였다. 표면파의 속도는 초음파현미경을 이용하여 V(z)곡선법으로 측정하였다. 쇼트피닝 후 비커스경도를 측정한 결과 쇼트피닝에 의한 소성변형으로 0.25mm 깊이까지 가공경화가 나타났다. 압축잔류응력이 증가하면서 표면파의 속도는 증가를 하였고 인장잔류응력이 작용할수록 표면파의 속도가 감소하였다. 표면파의 속도 변화는 X선 회절에 의해 측정한 잔류응력 변화와 밀접한 연관성을 나타내었다.