Adhesion and hardeness are the most important properties of a hard coated layer which is applied to wear-resistant devices. Zr/ZrN layer was deposited on tool steel(SKH9) and stainless steel(SUS304) by a re-active D.C. magnetron sputtering technique and their microhardness and adhesion strength were measured for the films processed by changing the partial pressures of $N_2$ gas (4~10$\times$$10^{-4}$mbar) and the substrate bias voltage(0~250V). The adhesion strength was evaluated by acoustic signals through the scratch-test with the incremental applied load. As the partial pressure of $N_2$ gas and the substrate bias voltage were increased, the adhesion strength of tool steel was observed to be stronger than that of the stainless steel. The adhesion strength was generally, observed to decrease with the same tendency regardless of the kinds of substrates. The adhesion strength of tool steel was increased more and more strongly than that of stainless steel as heat-treated temperature was increased. The strength of tool steel was appeared to be high adhesion strength at $400^{\circ}C$. From the failure mode of the film during the scratch adhesion test, the cohesive failure was observed to be obvious and the adhesive failure in a minor portion in the Zr/ZrN doublelayer regardless of the kinds of substrates.
강구조 건축물은 화재시 화염을 차단하기 위한 목적으로 내화재료를 사용하고 있다. 일반적으로 모든 건축 구조용 재료는 시간이 경과할수록 초기의 성능이 열화되기 때문에 이들의 유지관리가 필요하다. 내화 피복재는 건축물의 화재에 대한 내구성능은 내화피복재에 의존하기 때문에 건축물에서 매우 중요한 재료라 할 수 있다. 본 연구에서는 내화피복재로서의 알칼리 규산염의 합성 및 합성한 알칼리 규산염의 물성에 대해 연구하였는데, 알칼리 규산염의 종류로는 potassium silicate, sodium silicate, lithium silicate으로 하였으며, 기본적으로 몰 비율의 변화를 주어 합성하였다. 합성한 알칼리 규산염의 내화특성을 확인하기 위하여 용해도 포비도, 열 분석, 결정학적 분석, 차열성능 및 차염성능에 대해 시험하였다. 연구결과, 합성한 알칼리 규산염의 용해도, 포비도는 칼륨 실리케이트, 소디움 실리케이트, 리튬실리케이트의 순서로 나타났으며, 열분석에 의한 무게 손실은 소디움 실리케이트와 리튬 실리케이트가 칼륨 실리케이트 보다 큰 것으로 나타났다. 또한 화재 시 가장 중요한 차열성능과 차염성능에 대해KS 기준을 만족하는 것은 소디움 실리케이트 3.3 몰 배합으로 나타났는데, 내화피복재로서 우수한 성능을 발휘하였다.
In the powder bed fusion (PBF) process, a 3D shape is formed by the continuous stacking of very fine powder layers using computer-aided design (CAD) modeling data, following which laser irradiation can be used to fuse the layers forming the desired product. In this method, the main process parameters for manufacturing the desired 3D products are laser power, laser speed, powder form, powder size, laminated thickness, and laser diameter. Stainless steel (STS) 316L exhibits excellent strength at high temperatures, and is also corrosion resistant. Due to this, it is widely used in various additive manufacturing processes, and in the production of corrosion-resistant components with complicated shapes. In this study, rectangular specimens have been manufactured using STS 316L powder via the PBF process. Further, the effect of heat treatment at 800 ℃ on the microstructure and hardness has been investigated.
Hyper duplex stainless steels have been developed in Korea for the purpose of application to the seawater system of Korean nuclear power plants. This system supplies seawater to cooling water heat exchanger tubes, related pipes and chlorine injection system. In normal operation, seawater is supplied to heat exchanger through the exit of circulating water pump headers, and the heat exchanged sea water is extracted to the discharge pipes in circulating water system connected to the circulating water discharge lines. The high flow velocity of some part of seawater system in nuclear power plants accelerates damages of components. Therefore, high strength and high corrosion resistant steels need to be applied for this environment. Hyper duplex stainless steel (27Cr-7.0Ni-2.5Mo-3.2W-0.35N) has been newly developed in Korea and is being improved for applying to nuclear power plants. In this study, the physical & mechanical properties and corrosion resistance of newly developed materials are quantitatively evaluated in comparative to commercial stainless steels in other countries. The properties of weld & HAZ (heat affected zone) are analyzed and the best compositions are suggested. The optimum conditions in welding process are derived for ensuring the volume fraction of ferrite(${\alpha}$) and austenite(${\gamma}$) in HAZ and controlling weld cracks. For applying these materials to the seawater heat exchanger, CCT and CPT in weldments are measured. As a result of all experiments, it was found that the newly developed hyper duplex stainless steel WREMBA has higher corrosion resistance and mechanical properties than those of super austenitic stainless steels including welded area. It is expected to be a promising material for seawater systems of Korean nuclear power plants.
최근 고층건물의 화재안전성에 대한 문제점이 사회적으로 부각되어지고 있으며, 이러한 고층 건물에 다수 사용되고 있는 CFT기둥 부재에 대한 내화성능을 정량적으로 평가하는 방법이나 기준들이 마련되지 않은 상황이다. 이에 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 충전한 CFT 단주를 제작하여 내화실험을 실시하고, 화재시 내화성능평가 및 비정상온도분포해석을 이용한 해석을 수행하여 온도분포해석의 모델링을 제안할 수 있었다. 이것을 기초로 CFT Stub Column의 고온특성 평가결과를 활용하여 화재시 내화시간에 따른 CFT기둥의 잔존내력 예측식을 유도할 수 있었다.
Austenitic stainless steel has been investigated widely for creep strength of heat resistant material and effects of grain sizes due to various solution treatment time under constant temperature. It was studied that effects of grain sizes subject to solution treatment temperature 1100.deg. C, 1125.deg. C, 1175.deg. C, 1250.deg C, and 1300.deg. C respectively on the creep strength, fracture behaviour and fractography of SUS 316 stainless steel. The experimental results obtained were as follows. 1. The optimum grain size for the maximum creep strength did not vary with creep testing temperatures and stress levels. 2. Among various grain sizes due to different solution treatment temperature, the optimum grain size for the creep strength was found 0.044mm. Also the size showed the minimum initial strain regardless creep temperature. 3. Garofalo's equation of creep rupture life was applied well to SUS 316 stainless steel. 4. The fractography of optimum size was ductile intergranular fracture of dimple type and showed along with the increase of grain size intergranular fracture of w type.
마그네슘 금속 복합재의 열처리 및 섬유 강화재 방향에 따른 효과를 파악하기 위하여 인장강도 및 피로해석이 연구되었다. TEM 관측에 따라 시편은 섬유 강화재와 마그네슘 복합기지 사이의 시효 열처리된 변형된 계면이다. 인장실험 결과로부터 시효 처리된 시편의 극한 인장강도는 주조상태의 시편보다 시효 처리시 화학반응에 의한 섬유 강화재-기지간의 접합강도 약화로 감소하였다. 피로균열 거동실험은 균열거동 방향이 섬유 강화재 방향과 수직인 시편과 균열거동 방향이 섬유 강화재 방향과 평행한 시편을 실험하였다. 피로균열 거동해석을 비교해보면 섬유 강화재와 하중방향이 수직인 시효처리된 시편의 경우가 주조상태의 시편보다 피로균열 거동에 더 크게 저항하였다. 반대로 섬유 강화재 방향에 평행한 주조상태의 시편은 섬유 강화재 방향에 평행한 시효처리된 시편보다 피로 균열거동에 더 크게 저항함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 전산모사를 활용하여 오스테나이트계 내열강인 HR3C 합금의 수축 결함 파라미터를 확보하고, 건전부 85% 이상의 잉곳 몰드 설계 및 제작을 진행하였다. 잉곳 몰드 설계 단계에서 전산모사를 활용하여 최적의 잉곳 몰드를 설계 및 제작하였으며, 제작한 잉곳 몰드를 통해 시험조업을 수행하였다. 시험조업 후, 절단 및 비파괴 검사를 통해 결함 양상을 분석하여 수축 결함 파라미터와 잉곳 몰드 설계를 검증하였다. 검증 결과를 기반으로 HR3C 합금의 수축 결함 파라미터 (Niyama 인자, 급탕효율인자, 열간 균열 인자 등)를 확보하였으며, 확보한 파라미터를 통해 건전부 85% 이상의 잉곳 몰드 설계 방안을 확보하였다.
This study has been performed in increase the wear resistance characteristic and the mechanical properties of high Mn steel castings with an addition of Ni to $1{\sim}4%$ range. The initial structure of plastic cememtite has been possible to transform perfect austenite with watertoughening treatment. Increasing Ni content, the most wear loss has shown that ore has crushed until 100kg and decreased with increasing ore amount at ascast, the similar tendency has shown at heat treatment. Chang of hardness has shown high values that ore has been crushed until 300kg, both as cast and treatment added 2%Ni.
Recently power plants and oil refineries are focusing on capacity enlargement for better efficiency through higher temperature and higher pressure. Thickness of boiler tubes becomes lessened due to oxidation and erasion caused by high temperature bums gas flowing over tubes outside. Accordingly, mechanical stress of tubes is increasing and that is a critical factor to make a crack and fracture. To prevent those sorts of accidents, aging assessment for proper periodic repair and replacement should be conducted reliably and reasonably. We performed IIT test on Cr-Mo steel, one of the most heat-resistant materials for facilities in power plants, and we report the test result and the considerable effectiveness of IIT test.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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