This study was carried out to investigate the precipitation behavior of the ${\chi}$ phase and the impact toughness of 25%Cr-7%Ni-2%Mo-4%W super duplex stainless steel. The ${\chi}$ phase was precipitated in the early stage of aging, and with the increasing aging time. However, after reaching a maximum value, the number decreased as a result of the gradual transformation of the ${\chi}$ phase into the ${\sigma}$-phase. It was proved that the ${\chi}$ phase was an intermetallic compound, which represented a lower nickel concentration, higher chromium and molybdenum concentrations, and very higher tungsten concentration compared to the matrix phases. It also showed higher molybdenum and tungsten concentrations than the ${\sigma}$ phase. The decomposition of the ferrite phase into the ${\gamma}_2$ and ${\sigma}$ phases was retarded by W substitution for Mo. Thus, the number of ${\chi}$ phases increased. The impact value was decreased by the substitution of W for Mo. The impact toughness rapidly decreased with time when the ${\chi}$ phase began to precipitate in the initial stage of aging. The impact toughness was, therefore, greatly influenced for the precipitation of the ${\chi}$ phase.
Clad steel has good corrosion resistance and mechanical properties arising from the hot rolling of dissimilar metals, such as carbon steel and stainless steel. However both good corrosion resistance from the cladding plate material(stainless steel) and mechanical properties from the base plate material (carbon steel) are difficult to obtain because the different steels display opposite behaviors during the cladding process. In order to make clad steel for application in the hulls of ships, proper materials selection and heat-treatment conditions are necessary. In this study, mechanical properties of base plate materials with different chemical composition were evaluated according to heat condition of cladding plate material.
Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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2000.10a
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pp.20-25
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2000
lh deleterious Cr, Mo rich -$\sigma$phase is a hard embrittling precipitate, which forms between MU)-900 $^{\circ}C$, often associated with a reduction in both impact properties and corrosion reshame. On this study, After aging at MU) "C, fatigue crack propagation induced by a phase precipitation was evaluated and time-frequency analysis of acoustic emission was conducted It was possible to find fracture mechanism by a phase precipitation due to time-frequency anulysis of acoustic emission signals.nals.
With the increase in the annealing temperature, the volume fraction of austenite phase increased and the volume fraction of ferrite phase decreased. In compliance with the addition of N, not only the volume fraction of austenite phase was increased but also the austenite structure was made larger. Volume fraction of ${\sigma}$ phase was increased by decreasing of the volume fraction of ferrite phase, with the increase in the aging time and in compliance with the addition of N. As increasing in volume fraction of ${\sigma}$ phase, tensile strength and hardness increased, while elongation and impact value decreased. Elongation slowly decreased and impact value rapidly decreased at the early stage of aging. By the added N, tensile strength, elongation, hardness and impact value was increased.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.48
no.6
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pp.329-334
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2015
The aim of this paper is to determine the proper heat treatment temperature for SDSS tube production without ${\sigma}$-phase precipitation. When Mother steel tube was heat treated at $800^{\circ}C$ temperature, relatively a large amount of ${\sigma}$-phase precipitated and grain refinement of ferrite phase occurred simultaneously. However, in Pilgered and Drawn steel tubes, grain refinement of the ferrite phase did not occur and a small amount of ${\sigma}$-phase precipitated. For all three types of steel tubes, the pitting potential was reduced to 2/5 or less compared with the untreated one and corrosion also occurred in the salt spray test due to the precipitation of ${\sigma}$-phase. When heat treatment temperature was $900^{\circ}C$, grain refinement of the ferrite phase occurred and very little ${\sigma}$-phase precipitated in Pilgered and Drawn steel tubes. But when heat treatment was done at $1,000^{\circ}C$ temperature, all three types of steel tubes had a similar corrosion properties of that of untreated one and also corrosion did not occur in the salt spray test, as ${\sigma}$-phase did not precipitate. Therefore, the optimum heat treatment temperature range is determined to be more than $1000^{\circ}C$ for the SDSS at which corrosion does not occur.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.17
no.3
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pp.457-463
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2016
The newly developed super ductile duplex stainless steel (SDSS) has good strength and ductility, and it can be used to reduce weight and improve the fabrication efficiency of a carbody of a rolling stock. In this study, spot weldability tests were conducted to take advantage of SDDSS in a carbody for an intermodal tram. Specimens of various thickness (0.4 to 5.0 mm) were prepared to find the proper welding conditions, and tensile load tests were conducted to evaluate the tensile-shear strength of spot welded joints. Then, nugget diameters were measured to verify the quality. The tensile-shear strength was found to be proportional to the heat parameter. It was verified that the tensile-shear strengths and nugget sizes of the joints satisfy the standard requirements. The overall weldability tests confirmed that SDDSS can be used effectively for the carbody of an intermodal tram.
Kim, Soon Tae;Kong, Kyeong Ho;Lee, In Sung;Park, Yong Soo;Lee, Jong Hoon;Kim, Doo Hyun
Corrosion Science and Technology
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v.13
no.3
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pp.95-101
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2014
The pitting corrosion behaviors between the constituent phases in F53 super duplex stainless steel (SDSS) in acidified chloride environments were investigated using a critical pitting corrosion temperature test, a potentiodynamic anodic polarization test, and the microstructure analyses through a SEM-EDS and a SAM. As the solution annealing temperature decreased from $1150^{\circ}C$ to $1050^{\circ}C$, the ${\gamma}$-phase fraction increased whereas the ${\alpha}$-phase fraction decreased. The pitting potential and the critical pitting temperature increased with a decrease of solution annealing temperature, thereby increasing the resistance to pitting corrosion. The pitting corrosion of the SDSS was selectively initiated at the ${\alpha}$-phases because the PREN (pitting resistance equivalent number, PREN = %Cr+3.3%Mo+30%N) value of the ${\gamma}$-phase is much larger than that of the ${\alpha}$-phase, irrespective of the solution annealing temperature. The pitting corrosion was finally propagated from the ${\alpha}$-phase to the ${\gamma}$-phase. The decrease of solution annealing temperature enhanced the resistance to pitting corrosion greatly in acidified chloride environments due to a decrease of PREN difference between the ${\gamma}$-phase and the ${\alpha}$-phase, that is, a decrease of $PREN{\gamma}$ by dilution of N in ${\gamma}$-phase with an increase in the ${\gamma}$-phase volume fraction and an increase of $PREN{\alpha}$ by enrichment of Cr and Mo in the ${\alpha}$-phase with a decrease in the ${\alpha}$-phase volume fraction.
해양구조물의 설치 환경 및 제품의 사용환경이 악화됨에 따라서 높은 내식성을 보이는 수퍼 이상 스테인리스강(이하: SDSS)의 사용이 많아지고 있다. 해양 구조물에 사용되는 SDSS는 대부분이 파이프자재로서 내부에서의 접근이 불가능하여 용접은 GTAW로 초층을 용접하여 이면 비드를 형성시키는 One side 용접법이 채택되고 있다. (중략)
The aim of this study was to analyze the effect of the cooling rate after heat treatment on the microstructure and mechanical properties of 2507 duplex stainless steels. Heat treatment was carried out at $1050^{\circ}C$ for 1 hr, followed by controlled cooling. The cooling rates were $175.6{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $47.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $33.3{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $16.7{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $11.7{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $5.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$ and $2.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, which resulted in variations of the microstructure, such as the fractional change of the ferrite phase and sigma phase formation. Fatigue, hardness, impact and tensile tests were performed on the specimens with different cooling rates. The precipitation of the ${\sigma}$ phase caused a hardness increase and a sharp decrease of toughness and tensile elongation. The fatigue limit of the sample with a cooling rate of $5.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$ was 26 MPa higher than that of the sample with a cooling rate of $175.6{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$. Our observations of the fracture surface confirmed that the higher fatigue resistance of the specimen with a cooling rate of $5.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$ was caused by the delay of the fatigue crack growth, in addition to higher yield strength.
Dynamic deformation of metallic materials mostly accompanies substantial amounts of deformation heat. Since the flow stress of deformation is sensitive to temperature, implication of heat due to plastic work is essential to the evaluation of constitutive relations. In this study, a series of compression tests were conducted for SAF 2507 super duplex stainless steel at various temperatures and strain rates. The accumulation of plastic work was calculated through numerical integration and converted into the elevation of temperature. Subsequent logarithmic interpolation deduced isothermal flow surfaces, which were primary input data of finite element analysis. Simple closed die forging process was analyzed and optimized with commercial FEM code applying both raw and calibrated material database. The effect of accounting deformation heat was more noticeable in high-speed forming process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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