The ductile-brittle transition behavior of two austenitic Fe-18Cr-10Mn-N-C alloys with different grain sizes was investigated in this study. The alloys exhibited a ductile-brittle transition behavior because of an unusual brittle fracture at low temperatures unlike conventional austenitic alloys. The alloy specimens with a smaller grain size had a higher yield and tensile strengths than those with a larger grain size due to grain refinement strengthening. However, a decrease in the grain size deteriorated the low-temperature toughness by increasing the ductile-brittle transition temperature because nitrogen or carbon could enhance the effectiveness of the grain boundaries to overcome the thermal energy. It could be explained by the temperature dependence of the yield stress based on low-temperature tensile tests. In order to improve both the strength and toughness of austenitic Fe-Cr-Mn-N-C alloys with different chemical compositions and grain sizes, more systematic studies are required to understand the effect of the grain size on the mechanical properties in relation to the temperature sensitivity of yield and fracture stresses.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.11
no.6
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pp.867-876
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1987
Corrosion fatigue fracture with change in the grain size of M.E.F. dual phase steel is investigated in 3.5% NaCI aqueous solution at pH 2, 4, 6, 9, and 11. Generally speaking, decrease in corrosion fatigue life is strongly dependent on decrease in pH and slightly on the grain size. For the B material with the big grain size, the fatigue life is small due to its large reduction ratio of corrosion fatigue life. The influence of grain size on the reduction ratio of corrosion fatigue life is large at pH 11-6. Whi9le at pH 4-2 the reduction ratio of corrosion fatigue life only depends on the corrosion effect. The larger grain size and the lass pH result in the greater influence on corrosion fatigue crack propagation rate. As pH decreases, the plateau portion in the crack propagation rate curves of the B material are distinct. Crack propagation rate curves become slow down at high .DELTA.K range because crack closure effect by minute corrosion products inside crack causes the oxidation corrosion action less effective for a certain period of time. In A material with small grain size, fatigue life is increased in proportion with increase of martensite intergranular which brings forth restraining the crack propagation decreases crack propagation rate. Corrosion pit which is created in the surface of specimen is found at pH 6,4 and 2 which is noticeable and the unevenness of the surface of the specimen becomes severe as pH decreases. The unevenness of corrosion fatigue fracture surface is severe as the effect of pH increases i.e. as pH decreases. In proportion with increase in the grain size and decrease in pH, the aspect of brittle fracture becomes evident.
This study aims to compare the inf luences of pretreatment procedures, and refractive and absorptive indices in grain size analysis of sandy samples collected from Sagot Beach, Baengnyeong Island by laser diffraction grain size analyzer, and propose the proper procedure and method in grain size analysis of sandy samples. The analyzed samples do not indicate large differences by the three pretreatment procedures applied in this study. However, the organic matters should be removed by hydrogen peroxide, because the samples without hydrogen peroxide pretreatments show differences from the samples with hydrogen peroxide pretreatments. The results with a refractive index of 1.3 and absorptive index less than 0.01 also indicate differences from those with other indices. Compared to the differences in fine samples, these differences are not significant and thus, it can be concluded that the results in grain size analysis of sandy samples are not greatly influenced by the refractive and absorptive indices. However, other indices out of the ranges should be applied.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2001.05a
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pp.47-51
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2001
The structural properties of varistors surface studied by fractal phenomenon were investigated to verify the relations of electrical characteristics. The SEM photograph of varistors surface were changed by binary code and the grain shape of that were analyzed by fractal dimension. The void of varistors surface was found by fractal program. The relation between grain density and electrical properties depend on fractal dimension. The grain size in varistors surface was decreased by increasing of oxide antimony addition. The grain size of devices by oxide antimony addition were from 5 to $10[{\mu}m]$. The fractal dimension and electrical properties of varistors surface was related to between grain boundary and grain density. The grain size was decreased by increasing of fractal dimensions.
Low cycle fatigue life of spheroidal graphite cast iron is determined by the morphological parameters of internal graphite. The aim of this study is to clarify the effect of the number of nodular grain of spheroidal graphite cast iron on low cycle fatigue life. Two specimens that have identical average nodular grain size by changing nodular grain volume fraction and different number of nodular grain count was tested. In this paper, the parameter governing fatigue life through fatigue test, the number of nodular grain seriously affect fatigue life and nodular grain size is no longer governing parameter of it.
The effects of microstructure on fretting wear were investigated in Inconel 690 tube. The microstructure observation indicated that the solution annealing temperature and time affected the grain size of the Inconel 690 tubes. The carbide morphology, along grain boundaries, was mainly affected by thermal treatment time and temperature. The wear test results showed that specimens with larger grain size and with coarse carbides along grain boundaries had better wear resistance. Cracks were found in specimens with carbides along the grain boundary, while few cracks were found in carbide free specimens. It seemed that the carbides on grain boundary assisted crack formation and propagation in carbide containing specimens. On the other hand, the micro-hardness of specimen did not have a major role in fretting wear. It could be inferred from the SEM images of worn surfaces that the main wear mechanism of carbide containing specimen was delamination, while that of carbide free specimen was abrasion.
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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1998.10b
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pp.10-10
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1998
The growth process of solid grains in a liquid matrix is usually explained in tem1S of Ostwald ripening. The variation of growth (dissolution) rate as a function of grain size during Ostwald ripening predicted that the dissolution rate becomes very large as grain size decreases but the growth rate of a large grain is rather limited. Therefore. a rather uniform size distribution of grain size is maintained once after the quasi-equilibrium state is reached. Quite frequently, however, the exaggerated grain growth (EGG) is observed to occur: only a limited number of grains grow exceptionally. From the observation that the EGG occurs only for the faceted grains with apparently straight solid-liquid interfaces, the EGG is suggested to be the consequence of growth process controlled by 2-dimensional nucleation. In this study, the result by computer calculation on the grain growth process controlled by various mechanisms will be given.
Directional effect of applied pressure during sintering on the microstructure and fracture toughness of the heat-treated silicon nitride ceramics has been investigated. The specimens with a composition of 92Si3N4-8Y2O3(in wt%) were sintered at 172$0^{\circ}C$ by a hot press (HP ) and a hot isostatic press (HIP) and heat-treated for grain growth at 1800~20$0^{\circ}C$. The fracture toughness of the HP samples increased with the grain size while the fracture toughness of the HIP treated samples remained the same even though the grain growth occurred. This discrepancy was explained by a bimodal grain size distribution and large aspect ratio of the HPed samples and a monomodal grain size distributjion and samll aspect ratio of the HIP treated samples.
Electrical properties of ZnO ceramics based on Bi oxide was investigated in relation to sintering temperature. In the temperature range >$1150^{\circ}C$ to >$1350^{\circ}C$ the grain size increased from 9.mu.m to 20.mu.m when the sintering temperature was raised. The leakage current in the low voltage range increased as the potential barrier decreases, which is caused by increasing the grain size at high temperature. The dielectric characteristics of the ZnO ceramics was also affected by sintering temperature. Large dielectric constant was attributed, to the grainboundary layer of polycrystalline ZnO ceramics and decreasing grainboundary width. The variation of breakdown voltage with sintering temperature was attributed to the change of the donor concentration in the ZnO grain and grain size. The results showed that breakdown voltage increased decreasing grain size and donor concentration. Nonohmic coefficient was associated with the lower breakdown voltage per grainboundary layer due to the grain growth and higher donor concentration.
This work was carried out in order to investigate the effect of grain size on martensitic transformation temperature and morphology of Fe-27%Ni-0.27%C alloy. The martensitic transformation temperature was raised with increasing the austenitizing temperature within the range from $750^{\circ}C$ to $1200^{\circ}C$, owing to the grain growth, vacancy concentration. It was observed that the larger was the austenite grain, the higher was the martensitic transformation temperature. The influence of the austenite grain size was similar to that of the austenitizing temperature. The morphology of martensite in Fe-27%Ni-0.27%C alloy changed from lath to lenticular with the variation of grain size. From the above results, it was concluded that the martensitic transformation temperature and morphology was mainly dependent upon the austenite grain size.
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