• 제목/요약/키워드: Shot Peening

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쇼트피닝한 철도 차량용 알루미늄합금의 용접부 피로특성에 관한 연구 (A study on the fatique characteristics of shot peened welded joints for the rolling stock)

  • 김종호;이동선;진창수;이태근;정성균
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1083-1088
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    • 2005
  • As the industrial society develops rapidly, the weight reduction and high strength are demanded gradually. In case of the welded joint for the rolling stock which receives the repeat load, the structural failure can occur easily. However, if the shot peening technique is applied, the durability and the fatigue characteristics of the rolling stock will be improved because the hardness increases and the residual stress is induced. In this study, the fatigue characteristics of shot peened welled joints for the rolling stock was investigated. The crack initiation was examined and hardness was also evaluated. the results show that the fatigue characteristics of welded joints was improved.

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유한요소법을 이용한 LSP 표면처리 공정의 잔류응력 예측 (Residual Stress Prediction in LSP Surface Treatment by Using FEM)

  • 방부운;손승길;김재민;조종두
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권8호
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    • pp.767-772
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    • 2009
  • Laser shock peening(LSP) is proving to be better surface treatment than conventional one such as shot peening. The LSP process has a compressive residual stress into a metal alloy and a significant improvement in fatigue life. Our research is focused on applying finite element method to the prediction of residual stress through the LSP processing in some LSP conditions such as pressure and spot size induced by laser. Two analysis methods are considered to calculating the compressive residual stress. But the explicit solution and the static one after partially explicit solving are almost same. In LSP, because of very high strain rate($10^6s^{-1}$), HEL(Hugoniot Elastic Limit) is the most important parameter in material behavior modeling. As the circular laser spot is considered, 2-D axisymmetric elements are used and the infinite elements are applied to boundaries for no reflection. The relations of material properties and the LSP are also important parts in this study.

EFFECTS OF SURFACE ROUGHNESS AND MULTILAYER COATING ON THE CORROSION RESISTANCE OF Ti-6Al-4V ALLOY

  • Ko, Yeong-Mu;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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    • pp.134-135
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    • 2003
  • The dental implant materials required good mechanical properties, such as fatigue strength, combined with a high resistance to corrosion. For increasing fatigue resistance and delaying onset of stress corrosion cracking, shot peening has been used for > 50 years to extend service life of metal components. However, there is no information on the electrochemical behavior of shot peened and hydroxyapatite(HA) coated Ti-6Al-4V alloys. To increase fatigue strength, good corrosion resistance, and biocompatibility, the electrochemical characteristics of Ti/TiN/HA coated and shot peened Ti-6Al-4V alloys by electron beam physical vapor deposition(EB-PVD) have been researched by various electrochemical method in 0.9%NaCl. Ti-6Al-4V alloys were prepared under the condition of hydrogen and vacuum arc furnace. The produced materials were quenched at 1000$^{\circ}C$ under high purity dried Ar atmosphere and were hold at 500$^{\circ}C$ for 2 hrs to achieve the fatigue strength(1140㎫) of materials. Ti-6Al-4V alloys were prepared under the condition of hydrogen and vacuum arc furnace. Shot peening(SP) and sand blasting treatment was carried out for 1, 5, and 10min. On the surface of Ti-6Al-4V alloys using the steel balls of 0.5mm and alumina sand of 40$\mu\textrm{m}$ size. Ti/TiN/HA multilayer coatings were carried out by using electron-beam deposition method(EB-PVD) as shown Fig. 1. Bulk Ti, powder TiN and hydroxyapatite were used as the source of the deposition materials. Electrons were accelerated by high voltage of 4.2kV with 80 - 120mA on the deposition materials at 350$^{\circ}C$ in 2.0 X 10-6 torr vacuum. Ti/TiN/HA multilayer coated surfaces and layers were investigated by SEM and XRD. A saturated calomel electrode as a reference electrode, and high density carbon electrode as a counter electrode, were set according to ASTM GS-87. The potentials were controlled at a scan rate of 100 mV/min. by a potentiostat (EG&G Co.273A) connected to a computer system. Electrochemical tests were used to investigate the electrochemical characteristics of Ti/TiN/HA coated and shot peened materials in 0.9% NaCl solution at 36.5$^{\circ}C$. After each electrochemical measurement, the corrosion surface of each sample was investigated by SEM.

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금속 재료 피로수명 향상을 위한 LSP 유한요소 변수 민감도 해석 (Sensitivity Analyses of Finite Element Parameters of Laser Shock Peening for Improving Fatigue Life of Metalic components)

  • 김주희;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권12호
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    • pp.1821-1828
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    • 2010
  • 레이저 샥 피닝(LSP)은 금속재료 표면처리를 위한 획기적인 기술로서 금속 부품의 피로성능 개선을 위해 최근에 널리 적용되고 있다. 널리 알려진 바와 같이 금속재료의 피로 균열은 재료의 응력 상태가 인장(Tension)하에서만 발생되고, 압축(Compression)상태에서는 발생하지 않는다. 따라서 피로수명 개선을 위해 전통적인 샷 피닝(SP)과 함께 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 LSP 는 금속재료의 표면과 깊이방향에 대해 높은 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 본 논문에서는 유한요소 해석기법을 이용하여 LSP 에 의해 발생되는 압축잔류응력 생성과정을 모사하고, 압축잔류응력에 영향을 미치는 다양한 변수에 대해 민감도 해석을 수행하였다.

LSP 시뮬레이션 변수가 Inconel 600 합금의 잔류응력에 미치는 영향 (Effect of Laser Shock Peening Simulation Parameters on Residual Stress of Inconel Alloy 600 Steel)

  • 김주희;김윤재;김정수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권1호
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    • pp.43-50
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    • 2012
  • 본 논문은 레이저 샥 피닝(LSP) 유한요소 시뮬레이션 관련 변수들이 인코넬 alloy 600 합금의 잔류 응력에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 레이저 피닝 공정 관련 변수인 최대 압력파, 압력파 지속시간, 레이저 스팟 크기 및 다중 레이저 샷의 영향을 확인하였다. 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 alloy 600 재료물성에 따라 특정 범위에서 최대 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 이 때문에 LSP 공정에서 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 중요한 선택 변수가 된다. 일정한 크기 이상의 레이저 스팟은 잔류응력에 특별한 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 다중 레이저 샷은 압축잔류응력 크기와 소성변형 발생깊이를 동시에 증가시키지만, 증가량은 레이저 샷 횟수가 증가할수록 감소하였다.

H13강의 쇼트피닝을 통한 이온 질화 기구 조사 (Shot peening assisted ion nitriding of H13 steels)

  • 이원범;조균택;김경황;문경일;유세훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.138-138
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    • 2008
  • H13강에 대해 이온질화에 대한 쇼트피닝의 효과를 살펴보았다. 쇼트피닝을 이온질화는 기존이온질화에 비해 높은 경도와 깊은 경화층을 얻을 수 있었다. 이는 쇼트피닝에 의해 결정립계와 전위밀도가 증가함에 따라 질화공정이 가속화된 것으로 보인다.

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압축잔류응력이 스프링강의 고온환경 피로균열 진전거동에 미치는 영향 (Effect of Compressive Residual Stress on the High Temperature fatigue Crack Propagation Behavior of Shot-peened Spring Steel)

  • 정찬기;박경동
    • 한국해양공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.73-79
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    • 2002
  • In this paper, the effect of the compressive residual stresses was obtained at the test conditions of the higher temperature than the ambient temperature. The examination was performed with the CT specimen result of the material(JISG SUP9) which is being commonly used for the marine engine parts and the ocean structures. As a result, the test conditions at the higher temperature were acquired considering the peak values of the compressive residual stresses of the specimens and the effect on the fatigue crack propagation speed da/dN in stage II and the threshold stress intensity factor range Δth in stage I. Also the material constant C and the fatigue crack propagation index m in the formula of Paris Law da/dN=C (ΔK)$^{m}$ were suggested to estimate the dependence on the test temperature.

압축잔류응력이 스프링강(SUP-9)의 고온파괴인성에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on High Temperature Fracture Toughness Characterisitics of Spring Steel by Compressive Residual Stress)

  • 정재욱;박원조;이광영;허선철
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.314-319
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    • 2004
  • High temperature fracture toughness characteristics of shot peened spring steel(SUP-9), which is used for automobile suspension system and railroad, was investigated in this paper. Fracture tougness test for room temperature, $100^{\circ}C$ , and $200^{\circ}C$ were evaluated by material test system(MTS). The experimental results show that the fracture toughness was improved by peened and unpeened. The fracture toughness for high temperature were also improved by peened and unpeened.

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베어링강의 기가사이클 피로 특성에 관한 연구 (Fatigue Characteristic of Bearing Steel(STB2) in Gigacycle)

  • 김상천;서창민;황병원;이태성
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.370-375
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    • 2004
  • Fatigue tests were carried out to find the fatigue characteristics in the super-long life range by using a cantilever type rotational bending fatigue test machine. Three kinds of specimen in bearing steels with the quenched and tempered in air (A and B, B: shot peened after heal treatment) and under vacuum conditions(C:non-shot peened)were tested in this study. S-N curves obtained from fatigue tests of C specimen tend to come dawn again in the super-long life range due to fish-eye type cracking, while most of A and B specimens fractured by surface defects such as scratches and slip lines. This duplex S-N behavior for the high strength steels have to be reviewed by the change of fracture modes.

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쇼트피닝 처리된 회주철의 해수 내 캐비테이션 침식 손상 거동 (Cavitation Erosion Behavior in Seawater of Shot Peened Gray Cast Iron)

  • 박일초;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.111-111
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    • 2017
  • 쇼트피닝 기술은 크게 피로강도 향상을 위한 쇼트피닝(shot peening), 재료의 청정 및 도장 품질 향상을 위한 쇼트블라스트(shot blast) 그리고 쇼트피닝 시 판재의 변형되는 성질을 이용한 핀포밍(peen forming) 등으로 구분할 수 있다. 그 중 본 연구에서는 해양산업 분야에서 널리 사용되는 회주철의 효과적인 내구성 향상을 위해 쇼트피닝 기술을 적용하였다. 그러나 쇼트피닝 기술 적용에 있어서 가장 중요한 것은 제품의 균일성, 정확성, 신뢰성을 확보하기 위해 쇼트피닝 강도를 제어하는 여러 가지 변수들에 대하여 최적 상태를 유지하는 것이다. 따라서 회주철에 대한 최적 쇼트피닝 분사조건 규명작업은 반드시 쇼트피닝 가공 전에 수반되어야만 한다. 그 일환으로 실험은 쇼트피닝 분사시간과 분사압력을 변수로 하여 회주철 표면에 적용하였으며, 기계적 특성 평가를 통해 최적의 쇼트피닝 조건을 규명하고자 하였다. 쇼트피닝 분사조건에 따른 회주철의 내구성을 평가하기 위해 캐비테이션 실험을 실시하였으며, 경도 측정, 횡단면 관찰 및 표면의 3D 현미경 관찰 등을 통해 기계적 특성을 분석하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM G32 규정에 의거하여 천연해수 내 $30^{\circ}C$에서 $50{\mu}m$의 진폭으로 실시하였다. 실험 후에는 주사전자현미경으로 손상표면을 관찰하였으며, 손상 정도를 비교하기 위해 무게 감소량을 계측하여 상호 비교/분석하였다.

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