• 제목/요약/키워드: Surface micro-crack

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Al합금 펄스 Nd:YAG 레이저 점 용접부의 균열 발생기구 (Mechanism of Crack Formation in Pulse Nd:YAG Laser Spot Welding of Al Alloys)

  • 하용수;조창현;강정윤;김종도;박화순
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제18권2호
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    • pp.86-94
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    • 2000
  • This study was performed to investigate types and formation mechanism of cracks in two Al alloy welds, A5083 and A7N01 spot-welded by pulse Nd : YAG laser, using SEM, EPMA and Micro-XRD. In the weld zone, three types of crack were observed : center line crack({TEX}$C_{C}${/TEX}), diagonal crack({TEX}$C_{D}${/TEX}), and U shape crack({TEX}$C_{U}${/TEX}). Also, HAZ crack({TEX}$C_{H}${/TEX}) was observed in the HAZ region, furthermore, mixing crack({TEX}$C_{M}${/TEX}) consisting of diagonal crack and HAZ crack was observed. White film was formed at th hot crack region in the fractured surface after it was immersed to 10% NaOH water. In the case of A5083 alloy, white films in {TEX}$C_{C}${/TEX} crack and {TEX}$C_{D}${/TEX} crack region were composed of low melting phases, {TEX}$Fe_{2}SiAl_{8}${/TEX} and eutectic phases, $Mg_2$Al$_3$ and $Mg_2$Si. Such films observed $CuAl_2$, {TEX}$Mg_{32}(Al,Zn)_{3}${/TEX}, MgZn$_2$, $Al_2$CuMg and $Mg_2$Si were observed in the whitely etched films near {TEX}$C_{C}${/TEX} crack and {TEX}$C_{D}${/TEX} crack regions. The formation of liquid films was due to the segregation of Mg, Si, Fe in the case of A5083 alloy and Zn, Mg, Cu, Sim in the case of A7N01 alloy, respectively. The {TEX}$C_{C}${/TEX} and {TEX}$C_{D}${/TEX} cracks were regarded as a result of the occurrence of tensile strain during the welding process. The formation of {TEX}$C_{M}${/TEX} crack is likely to be due to the presence of liquid film at the grain boundary near the fusion line in the base metal as well as in the weld fusion zone during solidification. The {TEX}$C_{U}${/TEX} crack is considered a result of the collapsed keyhole through incomplete closure during rapid solidification.

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축 단면 내 대칭 위치의 미소 원공 결함에서 발생한 피로균열 특징 (The Characteristics of Fatigue Cracks Emanating from Micro Hole Defects Located Opposite Position of the Shaft Cross Section)

  • 송삼홍;배준수;안일혁
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.211-216
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    • 2001
  • The components with the circular cross section have the symmetric combination parts for rotating balance and the crack emanates from the symmetric combination parts. The symmetric cracks from symmetric combination parts make a decrease in the component fatigue life more than single crack. In this study, to estimate the behavior of symmetric cracks, the fatigue test was performed using rotary bending tester on the specimen with a symmetric defects in circular cross section. The material used in this study is Ni-Cr-Mo steel alloy. Under the same stress, the result from the rotary bending fatigue test turned out that the symmetric cracks made a decrease in the fatigue life by 35% more than single crack and the relation between log a and cycle ratio $N/N_f$ obtained linearly.

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리드 핀 제조용 펀치 금형의 홈 가공에 관한 연구 (A Study on Slot Grinding for Lead Pin Punching Die)

  • 이용찬;정상철;정해도
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.106-113
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    • 2000
  • One of the recent changes in machining technology is rapid application of micro- and high precision grinding processes. A fine groove generation is necessary for the fabrication of optics, electronics and semiconductor parts. Slot grinding is very efficient for the generation of micro ordered groove with hard and brittle materials. In the process of slot grinding, chipping at the sharp edges and microcracks of the ground grooves are inevitable defects. Chipping should be reduced for the improvement of surface integrity. Mechanical contact with diamond grits causes microcracks at the grooves. This damage resides subsurface, and can be the cause of failure of the punch die. This paper deals with chipping generation at the sharp edges, surface integrity of side groove and fracture strength is related to the microcracks in the slot grinding.

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침탄처리된 기어의 미세 조직학적 손상 원인분석 (Failure Analysis of Carburized Gears by Microstructural Observation)

  • 전해동;장성호;김경욱;국연호
    • 열처리공학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.191-201
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    • 2014
  • The gear was made of SNC815 case-carburized, quench hardened and tempered steel. The gears were failed far earlier than the expected service life used in the industrial site. Causes of the failed gear were analyzed by microstructure observation. By the SEM and micro structure examinations, the damaged surfaces had been weared and failed by fatigue. Through microscope observation on the damaged surface, it was found that the cause of failure was determined by external overloading and the initial stage of the damage was closely related to complex contact fatigue failure. The overload and contact fatigue contributed to the early failure cause.

$Ca^{++}$를 implant한 단결정 $Al_2O_3$에서 열처리에 의한 형태학적 변화 (Heat treatment induced morphological changes of $Ca^{++}$ implanted single crystal $Al_2O_3$)

  • 김배연
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.327-333
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    • 1999
  • Ion implantation, photo-lithography, Ar ion milling, hot press를 이용한 micro-fabrication 방법으로 고순도 단결정 알루미나 표면에 Ca를 제한된 양으로 첨가하고, 내부에 여러 가지 형태의 기공을 갖는 bi-crystal을 만들었다. 이 bi-crystal 고순도 알루미나에 미치는 Ca의 영향을 평가하기 위하여 내부 기공의 형태 변화와 결정의 성장을 열처리에 따라 광학현미경으로 관찰하였다. 열처리에 따라 inner crack-like pore의 내부표면에 dot와 육각형의 형태를 갖는 결정 입자가 생성되는 것을 관찰할 수 있었다. $1,500^{\circ}C$로 열처리한 경우에 CaO . $6Al_2O_3$로 생각되는 bar 형태의 결정이 표면에 석출되는 것이 관찰되었으며, 이 결정이 $1,600^{\circ}C$에서 열처리하면 사라지는 것으로 보아 이 온도 부근에서 알루미나에 대한 Ca의 solubility limit 또는 diffusion rate가 변화하는 것으로 생각된다.

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대구경 탐촉자를 이용한 초음파 현미경 시스템 연구 (A Study of the Acoustic Microscope System by Large Aperture Probe)

  • 조용상;김재훈
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.475-479
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    • 2003
  • 재료에 존재하는 미소균열을 검출하기 위한 일반적인 초음파 탐상법은 고주파수 집속형 수직 초음파 탐촉자를 이용한 펄스-에코법을 사용하거나 표면파를 발생시키는 사각 탐상법을 사용한다. 이러한 방법들은 압연 롤, 세라믹 롤등 대형 구조물의 표면에 존재하는 미소 크랙의 존재 여부 및 위치 측정을 위한 자동화 초음파 탐상장치를 구성하기에는 다랑의 검사 데이터, 결함 위치정보의 불확실성 등 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 고정밀도 초음파 현미경(scanning acoustic microscope)에 비교적 저주파수의 대구경 초음파 탐촉자를 사용하여 미세균열의 존재 여부 및 위치 등의 검사결과를 실시간 A, B, C-Scan으로 표시할 수 있으며, 기존의 방법보다 검사 속도 및 시간을 10배 이상으로 향상된 파동화 초음파 탐상법 및 초음파 현미경법의 실용성을 검증하였다.

GMT-Sheet 성형품의 표면요철에 미치는 성형조건의 영향 (Effects of Molding Condition on Surface Unevenness of GMT-Sheet Moldings)

  • 김형석;김진우;김용재;이동기
    • Composites Research
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    • 제23권5호
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    • pp.30-38
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    • 2010
  • 성형조건에 따른 GMT-Sheet를 관찰하여, 성형품 표면의 불량원인을 조사했다. 현미경 관찰 결과, GMT-Sheet 성형품의 표면에서 구정, 섬유돌출, 크랙, 섬유노출, 마이크로 웰드라인, 핀홀, 여파굴곡곡선 등의 결함을 발견했다. 이 결함들은 요철의 발생원인이고, 표면 광택에 영향을 주는 현상이다. 그리고 표면거칠기에 영향을 주는 요철의 가장 주요한 발생원인은 보압 냉각 과정에서 발생하는 모재의 수축이었다. 성형 시의 보압하중이 높을수록 GMT-Sheet 성형품 표면은 좋아졌다. 또한 서냉실험에서는 탈형온도가 낮을수록 성형품의 표면이 좋아졌다.

자동차용 소부경화형(BH) 강의 고주기 피로 특성에 미치는 미세 황화물의 영향 (Effect of Fine Copper Sulfides on the High Cycle Fatigue Properties of Bake Hardening Steels for Automotive)

  • 강성규;김진용;최일동;이승복;홍문희
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.203-210
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    • 2011
  • 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.

굽힘하중에서 탄소섬유 복합적층재의 균열 발생 측정에 관한 연구 (The Investigation for Detection of Crack Initiation in the CFRP Laminates under Flexural Loading Test)

  • 이준혁;권오헌
    • 한국안전학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.7-13
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    • 2022
  • Digital image correlation (DIC) is a method used to measure the displacement and strain of structures. It involves transforming and analyzing images before and after deformation using correlation coefficients from irregular light and shade on the surface of structures. In the present study, a microspeckle pattern was applied to the surface of a specimen to identify initial cracking. The test specimen constituted CFRP composites laminated on a curved Al liner The specimen was manufactured by stacking 100 ply of CFRP prepregs in the 0° and 90° directions in a three-point bending test. The equivalent strain was evaluated through DIC analysis after monitoring deformation using a CCD camera. Fracture shape was observed using a microscope. The equivalent strain contour distribution was checked until the maximum load fracture occurred at the center of the test specimen. Variations in the strain indicated the initial occurrence and progression of microcracks. These results can be used to improve the accuracy of detecting micro crack initiation and to achieve structural stability.

금속 표면결함 검출용 자기유도 마이크로 박막 센서 (Inductive Micro Thin Film Sensor for Metallic Surface Crack Detection)

  • 김기현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.395-400
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    • 2008
  • 비자성 및 자성 금속 시편의 표면 결함을 검출하기 위하여 교류자기장을 이용하였다. 비파괴 센서 프로브는 자성 박막 요크와 박막형 코일로 구성된 신호 검출부와 시편에 교류자기장을 인가하기 위한 단일 직선을 이용한 여기 코일로 이루어져 있다. 박막형 유도 코일 센서는 스퍼터, 전기도금, 건식 식각과 사진식각 공정을 이용하여 제작되었다. 시편에 교류자기장을 인가하기 위하여 0.7 MHz-1.8 MHz 주파수 영역에서 0.1A-1.0A의 교류전류를 여기코일에 인가하였다. 센서의 특성은 최소 0.5 mm의 깊이와 폭을 가진 인위적인 슬릿 형태 비자성체 Al과 자성체 FeC 결함 시편을 이용하여 측정하였다. 측정된 신호는 높은 감도를 갖고 결함 시편위의 슬릿결함의 위치와 일치함을 알 수 있었다. 또한 박막형 유도 코일 센서를 이용하여 마이크론 크기의 표면 결함을 가진 자성체 FeC의 시편을 비접촉 스캔하여 측정된 유도전압의 변화를 이미지화 하였으며 그 결과를 광학적 이미지와 비교하였다.