• 제목/요약/키워드: fatigue fractured surface

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침탄처리된 엔진 부품의 미세조직학적 파손원인 분석 (Failure Analysis of the Carburized Engine Parts by Microstructural Observation)

  • 손경숙;이상기;정인상
    • 열처리공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.83-90
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    • 2005
  • Failure cause of the fractured engine parts was analyzed by microstructural observation. These parts were failed far earlier than the expected service life. By the stereoscope and SEM examinations of the fractured surface, the fracture modes have been identified as wear and fatigue failure. From the observation of microstructure and microhardness measurements of the failed gears, the probable cause for failures are internal oxidation during using and retained austenite and carbide networks due to heat-treatment, respectively. These defected structures at near surface contributed to the wear and fatigue failure.

전동식 니켈 티타늄 파일의 표면 결함 및 단면 형태가 반복응력 하에서 피로 파절에 미치는 영향 (EFFECT OF SURFACE DEFECTS AND CROSS-SECTIONAL CONFIGURATION ON THE FATIGUE FRACTURE OF NITI ROTARY FILES UNDER CYCLIC LOADING)

  • 신유미;김의성;김광만;금기연
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제29권3호
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    • pp.267-272
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    • 2004
  • The purpose of this in vitro study was to evaluate the effect of surface defects and cross-sectional configuration of NiTi rotary files on the fatigue life under cyclic loading. Three NiTi rotary files ($K3^{TM},{\;}ProFile^{\circledR},{\;}and{\;}HERO{\;}642^{\circledR}$) with #30/.04 taper were evaluated. Each rotary file was divided into 2 subgroups : control (no surface defects) and experimental group (artificial surface defects), A total of six groups of each 10 were tested. The NiTi rotary files were rotated at 300rpm using the apparatus which simulated curved canal (40 degree of curvature) until they fracture. The number of cycles to fracture was calculated and the fractured surfaces were observed with a scanning electron microscope. The data were analyzed statistically. The results showed that experimental groups with surface defects had lower number of cycles to fracture than control group but there was only a statistical significance between control and experimental group in the $K3^{TM}$ (p<0.05), There was no strong correlation between the cross-sectional configuration area and fracture resistance under experimental conditions. Several of fractured files demonstrated characteristic patterns of brittle fracture consistent with the propagation of pre-existing cracks. This data indicate that surface defects of NiTi rotary files may significantly decrease fatigue life and it may be one possible factor for early fracture of NiTi rotary files in clinical practice.

임플란트 구성요소의 파절면에 관한 주사전자현미경적 연구 - Part I: 임플란트 고정체 (Fracture Analysis of Implant Components using Scanning Electron Microscope - Part I : Implant Fixture)

  • 임광길;김대곤;조리라;박찬진
    • 구강회복응용과학지
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    • 제26권3호
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    • pp.297-309
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    • 2010
  • 보철물의 실패는 파절로 인해 다수 발생하게 되지만 파절 발생시 그 원인을 파악하는 것은 어렵다. 보철물의 실패를 예방하고 예후를 예측하기 위해 보철물의 원인을 분석하는 것이 중요하며, 원인을 밝히기 위해 파절면 분석을 시행하게 된다. 파절면 분석은 파절면 뿐 아니라 주위 환경(응력 상황)에 대한 분석이 동반되며, 이를 이용하여 균열 진행, 파절 양상, 파절 원인 등을 파악하게 된다. 이 연구의 목적은 임상적으로 기능 후 파절된 임플란트 고정체의 파절면 분석을 시행하여 파절 기전 및 파절 원인(하중 양상)을 밝히는 것이다. 파절된 임플란트 고정체는 3년간 강릉-원주 대학교에 임플란트 고정체의 파절을 주소로 내원한 환자를 대상으로 수집하였다. 먼저 임상 및 방사선 사진 분석을 하였으며, 시편 세척 과정을 거쳐 주사 전자 현미경을 이용한 파절면 분석을 시행하였다. 임플란트 파절면 분석 시 피로 줄무늬, 벽개 파절 등의 파절 지표를 통해 피로 파절로 인해 파절이 발생되었음을 확인할 수 있었다.

Fractographic 분석을 통한 HEROShaper 니켈티타늄 전동 파일의 피로파절에 미치는 표면결함의 역할 (The Effect of Surface Defects on the Cyclic Fatigue Fracture of HEROShaper Ni-Ti rotary files in a Dynamic Model: A Fractographic Analysis)

  • 이정규;김의성;강명희;금기연
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권2호
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    • pp.130-137
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 니켈티타늄 전동파일의 피로파절에 있어서 표면 결함의 역할을 규명하고자 fatigue tester에서 반복적 인 fatigue force를 부여한 후 파절된 단면을 주사전자현미 경으로 관찰하여 파절 역학을 규명하는 것이다. 총 45개의 #30/.04 taper와 21 mm의 HEROShaper 니켈-티타늄 전동파일을 15개씩 3개의 군으로 분류하였다. 제 1군은 결함이 없는 새 HEROShaper파일, 제 2군은 제조과정에서 metal rollover나 machining marks와 같은 표면결함을 갖는 HEROShaper파일, 제 3군은 임상에서 4- 6개의 구치부 근관의 확대에 사용한 HEROShaper 파일을 사용하였다. 모든 파일들은 회전속도(300 rpm)와 pecking distance (3 mm)가 일정하게 맞춘 fatigue tester에서 파절될 때까지 시간을 측정한 후 통계분석을 통해 각 군간의 유의성을 분석하였고, 파절 단면의 farctographic analysis를 통해 파절역학을 규명하고자 하였다 실험결과 평균 파절시간에 있어서 group 1과 2, group 1과 3사이에는 통계학적으로 유의할 만한 차이가 있었으나 (p<0.05), group 2와 3사이에는 통계학적인 차이가 없었다. Fractographic analysis 결과 대부분의 파절면에서 microvoid와 dimple 소견을 갖는 ductile fracture양상이 관찰되었다. 또한 brittle fracture가 일어난 파절면에서는 파절선 전방에 수 많은 striation들이 관찰되었고 transgranular 및 intergranular cleavage 소견도 보였다. 표면결함이 있는 제 2, 3 군의 파절단면에서는 모든 시편에서 표면결함이 관찰되었다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 표면결함이 반복 피로파절에서 미세균열의 기시점으로 중요한 역할을 하며 fractography분석법은 Ni-Ti 파일의 파절역학을 규명하는데 유용함을 알 수 있었다.

SCMH2 고속회전축재의 표면처리조건에 따른 VHCF 피로특성에 관한 연구 (VHCF Characteristics of SCMH2 Steel Depending on the Surface Treatment Conditions)

  • 서창민;서창희;서민수
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제31권4호
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    • pp.47-53
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    • 2013
  • SCMH2 steel is widely used in the industrial members of car and tractor. This study focused on material properties and evaluation technology of the SCMH2 steel regarding the surface treatment followed by carburizing and nitriding, by means of impact test, hardness test. and fatigue test including HCF (high cycle fatigue) and VHCF (very high cycle fatigue). Drop weight impact tester (Instron, 9250 Hv) and Cantilever type rotating-bending fatigue tester (YRB200, 3150 rpm) were used to characterize the SCMH2 standard specimen before and after carburizing/nitriding. In order to understand those effects on fatigue characteristics and material properties, the fractured surfaces were carefully observed and analyzed by SEM (scanning electron microscope) and EDS (energy-dispersive X-ray spectroscopy).

임플란트 구성요소의 파절면에 관한 주사전자현미경적 연구 : Part II - 임플란트 유지나사 (Fracture Analysis of Implant Components using Scanning Electron Microscope : Part II - Implant Retaining Screw)

  • 임광길;김대곤;조리라;박찬진
    • 구강회복응용과학지
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    • 제26권4호
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    • pp.373-388
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    • 2010
  • 보철물의 실패는 파절로 인해 다수 발생하게 되지만 파절 발생시 그 원인을 파악하는 것은 어렵다. 보철물의 실패를 예방하고 예후를 예측하기 위해 보철물의 원인을 분석하는 것이 중요하며, 원인을 밝히기 위해 파절면 분석을 시행하게 된다. 파절면 분석은 파절면 뿐 아니라 주위 환경(응력 상황)에 대한 분석이 동반되며, 이를 이용하여 균열 진행, 파절 양상, 파절 원인 등을 파악하게 된다. 이 연구의 목적은 임상적으로 기능 시 파절된 임플란트 유지나사의 파절면 분석을 시행하여 파절 기전 및 파절 원인(하중 양상)을 밝히는 것이다. 파절된 임플란트 유지나사는 3년간 강릉-원주 대학교에 임플란트 유지나사의 파절을 주소로 내원한 환자를 대상으로 수집하였다. 먼저 임상 및 방사선 사진 분석을 시행하였으며, 시편 세척 과정을 거쳐 주사 전자 현미경을 이용한 파절면 분석을 시행하였다. 임플란트 파절면 분석 시 피로 줄무늬, 톱니바퀴 모양, 벽개 파절, 딤플 파절 등의 파절 지표를 통해 제작 금속, 파절 시 하중상태에 따른 각기 다른 파절 양상을 관찰할 수 있었다.

피로하중을 받는 터빈 블레이드의 X선 프랙토그래픽에 관한 연구 (A Study on the X-Ray Fractography of Turbine Blade under Fatigue Load)

  • 홍순혁;이동우;조석수;주원식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.65-71
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    • 2002
  • Turbine blade is subject to cyclic bending force by steam pressure. Stress analysis by fractography is already established technology as means far seeking cause of fracture and has been widely employed. In the X-ray frctography, plastic deformation and residual stress near the fracture surface can be determined and information of internal structure of material can be obtained. Therefore, to find a fracture mechanism of torsion-mounted blade in nuclear power plant, based on the information from the fracture surface obtained by fatigue test, the correlation of X-ray parameter and fracture mechanics parameter was determined and then the stress intensity factor to actual broken turbine blade was predicted.

피로하중을 받는 터빈 블레이드의 X선의 프랙토그래피에 관한 연구 (A Study on the X-Ray Fractography of Turbine Blade under Fatigue Load)

  • 김성웅;이동우;홍순혁;조석수;주원식
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.778-783
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    • 2001
  • Turbine blade is subject to cyclic bending force by steam pressure. Stress analysis by fractography is already established technology as means for seeking cause of fracture and has been widely employed. In the X-ray fractography, plastic deformation and residual stress near the fracture surface can by determined and information of internal structure of material can be obtained. Therefore, to find a fracture mechanism of torsion-mounted blade in nuclear power plant, based on the information from the fracture surface obtained by fatigue test, the correlation of X-ray parameter and fracture mechanics parameter was determined and then the load applied to actual broken turbine blade was predicted.

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SM490A 재질 필렛 용접시편의 피로수명과 용접부 피로파단시 스트레인 변화 연구 (A study on the fatigue life and the change of the strain during the fatigue fracture on the fillet welded specimens of SM490A)

  • 김재훈;구병춘
    • 한국철도학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.345-349
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    • 2004
  • This study investigates the fatigue lives of SM490A material(base metal) specimens and fillet weld specimens, which are made same material and weld method for the railway vehicle. These fatigue lives have a difference, the fatigue lives of weld specimen are shorter than those of base metal. We measured the strains on the weld positions of the specimens during the fatigue test for investigation of crack initiation and crack growth. In these result, we could find the information of the crack initiation position on weld bead and the history of crack growth. Also we knew that the fatigue crack initiation cycles and the changes of the strain which were affected the fractured surface roughness and morphology.

Effects of TiN Coating on the Fatigue Fracture of Dental Implant System with Various Cyclic Loads

  • Jung, Da-Un;Chung, Chae-Heon;Son, Mee-Kyoung;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.283-291
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    • 2015
  • The purpose of this study was to investigate effects of TiN coating on the fatigue fracture of dental implant system with various cyclic loads. TiN coated abutment screw, the fixture, and abutment of internal hex type were prepared for fatigue test. The fatigue test was carried out according to ISO 14801:2003(E) using tensile and compression tester with repeated load from 30% to 80% of static fracture force. Morphology and fractured surface was observed by field emission scanning electron microscope(FE-SEM) and energy dispersive X-ray spectroscope(EDS). The fracture cycle drastically decreased as repeated load increased. Especially, in the case of TiN-coated abutment screw, fracture cycle increased compared to non-coated abutment screw. The fatigue crack was propagated fast as repeated load increased. The plastic deformation region decreased, whereas, cleavage fracture region increased as repeated load increased.