• Tribology and Lubricants
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• 제33권1호
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• pp.15-22
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• 2017

Because the running speed of vehicles is increasing and a shorter braking distance is required, high heat-resistant brake pads are needed to satisfy the requirements of customers and car makers. In the near future, hazardous materials such as Cu, Cr, Zn, and Sb will be restricted from use in friction materials. Ceramic composites reinforced by carbon fibers are good candidates for eco-friendly friction materials. In this study, we develop ceramic composite friction materials. The friction materials are composed of carbon fibers, Si, SiC, graphite, and phenol resin and are prepared by hot forming and heat treatment at high temperatures. The density, void ratio, and compressive strength are $1.59-1.66g/cm^3$, 16.6-20, and 70-90 MPa, respectively. Friction and wear tests are performed using a pin-on-plate-type reciprocating friction tester at 25, 100, and $200^{\circ}C$. The counterpart material is a CrMoV steel extracted from a KTX brake disc. Friction coefficient, wear amount, and wear mechanism are measured and examined. We determine that the friction coefficients depend on the temperature and the fluctuation of the friction coefficients is larger at higher temperatures. The amount of wear increases with the surface temperatures of the specimens. The tribological properties of the developed composites are similar to those of a Cu-based sintered friction material. Through this study, it is confirmed that ceramic composite materials can be used as friction materials.

• 패션비즈니스
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• 제16권6호
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• pp.21-35
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• 2012

In consideration of the injuries and deaths occurring at manufacturing sites due to the use of inappropriate work clothes or safety devices, this study aims to categorize manufacturing work processes to develop functional work clothes for heavy industries including the automobile, machine and shipbuilding industries in South Korea. Defining the features of the work environments and work postures of these industries provided for a categorization of the work processes which would enable the development of suitable work clothes for each work process' category. The results of the study based on a questionnaire survey are as follows: Work process category 1, including steel panel pressing and auto body assembly, final inspection (in automobile) and inspection (in machine), requires work clothes with upper body and arm mobility and performance to protect from the toxic fume factor. Work process category 2, consisting of welding (in automobile), cutting-and-forming (in machine) and attachment-and-construction (in shipbuilding), requires clothing elasticity, durability and heat and fire resistance. Work process category 3 comprising welding and grinding in the machine and shipbuilding industries, requires work clothes' tear resistance and elasticity, particularly for lateral bending mobility, and work clothes' sleeves' and pants' hemlines with sealed designs to defend against iron filing penetration, as well as incombustible and heat-resistant material performance. Finally, work process category 4, including painting in machine and shipbuilding, requires work clothes with waterproofing, air permeability, thermal performance, elasticity, durability and abrasion resistance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.709-716
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• 2016

최근 급속한 플랜트 설비의 발전과 더불어 각종 기계 구조물들의 운전조건이 가혹해지고 사용시간이 길어짐에 따라 신뢰성에 대한 문제가 제기되고 있다. 특히, SNG 설비에 사용되는 재료는 설계조건에 따라 1.25Cr-0.5Mo 또는 2.25Cr-1Mo강과 같은 내열강들이 주로 사용된다. 본 연구에서는 Lab-scale용 합성천연가스 반응기를 제작하여 생산공정 반응기 재질인 1.25Cr-0.5Mo강을 이용하여 실제 SNG 공정중 1차반응기와 동일한 운전 조건에서 부식 특성에 대하여 실험적 연구를 진행하였다. 1.25Cr-0.5Mo강을 운전 시간에 따라 각각 배출조성 조건과 주입조성 조건에 노출시켜 부식에 대한 실험을 수행하였으며 실험 결과 내구성에 가장 영향을 미치는 요소는 수소로 인한 수소취성과 산화 부식임을 알 수 있었으며, 배출조성보다 주입조성에서 더 빠른 부식이 발생함을 확인하였다. 그러나 배출조성 조건에서는 산화부식과 더불어 수소취성에 의한 부식이 동시에 발생하여 장시간 운전 후 부식정도가 갑자기 증가하고 부식강도가 급격히 강해지는 것을 나타났다. 또한 주입조성에서는 산화물들이 시편에 흡착되어 두꺼운 산화층을 형성시켰으며 이로 인하여 재료의 내산화성이 크게 저하되는 것으로 확인되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권5호
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• pp.49-54
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• 2009

Recently, a demand of ferritic STS is increasing rapidly in automobile exhaust system. Exhaust manifolds are the part nearest to the engine so that the material is exposed to high temperature exhaust gas. Excellent heat resistant properties, especially high temperature strength, thermal fatigue resistance and high corrosion resistance are necessary for these parts. STS429L contains 15 weight percent of Cr and low Mo, so has good price competitive. And it has excellent high temperature strength and corrosion resistance, so receives attentions as material that applying to exhaust manifold. In tensile test of lap joint welded STS 429L, most of specimens are failed in base metal, but occurs brittle fracture in weld metals at some specimens in the face of good welding conditions. In the process of tensile test, lap joint welded STS429L specimens are transformed locally. The brittle fracture occurs that local transforming area exists in weld metals. But, butt welding specimens made by same materials showed ductile fracture in tensile test and bending test. In this study, suppose the reason of brittle fracture is in the combined local transform and tensile stress, through analysis of bead geometry, evaluate geometrical factor of brittle fracture in lap joint welded STS429L.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권3호
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• pp.250-258
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• 2014

Due to recent industrial growth and development, there has been a high demand for light and highly durable materials. Therefore, a variety of new materials has been developed. These new materials include carbon fiber reinforced plastic (CFRP or CRP), which is a wear-, fatigue-, heat-, and corrosion-resistant material. Because of its advantageous properties, CFRP is widely used in diverse fields including sporting goods, electronic parts, and medical supplies, as well as aerospace, automobile, and ship materials. However, this new material has several problems, such as delamination around the inlet and outlet holes at drilling, fiber separation, and tearing on the drilled surface. Moreover, drill chips having a fine particulate shape are harmful to the work environment and engineers' health. In fact, they deeply penetrate into machine tools, causing the reduction of lifespan and performance degradation. In this study, CFRP woven and unidirectional prepregs were formed at $45^{\circ}$ and $90^{\circ}$, respectively, in terms of orientation angle. Using a high-speed steel drill and a TiAIN-coated drill, the two materials were tested in three categories: cutting force with respect to RPM and feed speed; shape changes around the input and outlet holes; and the shape of drill chips.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권3호
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• pp.235-241
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• 2017

Titanium alloys have high specific strength, excellent corrosion and wear resistance, as well as high heat-resistant strength compared to conventional steel materials. As intermetallic compounds based on Ti, TiAl alloys are becoming increasingly popular in the aerospace field because these alloys have low density and high creep properties. In spite of those advantages, the low ductility at room temperature and difficult machining performance of TiAl and $Ti_3Al$ materials has limited their potential applications. Titanium powder can be used in such cases for weight and cost reduction. Herein, pre-forms of Ti-Al-xMn powder alloys are fabricated by compression forming. In this process, Ti powder is added to Al and Mn powders and compressed, and the resulting mixture is subjected to various sintering temperature and holding times. The density of the powder-sintered specimens is measured and evaluated by correlation with phase formation, Mn addition, Kirkendall void, etc. Strong Al-Mn reactions can restrain Kirkendall void formation in Ti-Al-xMn powder alloys and result in increased density of the powder alloys. The effect of Al-Mn reactions and microstructural changes as well as Mn addition on the high-temperature compression properties are also analyzed for the Ti-Al-xMn powder alloys.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1274-1277
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• 2004

최근 에너지 소비구조의 선진화에 따라 전력수요는 매년 10%이상 증가하고 있지만 철탑부지확보 및 환경 문제 둥에 의해 신규 송전선의 건설은 점차 어려워지고 있다. 이에 대한 대책으로 철탑의 교체 없이 송전선의 전류용량간 증가시키는 방안이 우선적으로 고려되어 적용되고 있다. 이미 국내에서도 기존 송전선인 ACSR 전선을 중용량 저이도의 특성을 가진 STACIR/AW(Super Thermal-resistant Aluminum alloy Conductors, aluminum-clad Invar-Reinforced)송전선으로 교체하여 전력 수송량을 증가시키고 있다. STACIR/AW전선은 도체의 내열성을 향상시켜 연속허용온도$(210^{\circ}C)$를 높임으로 전류용량을 증가시키고, ACSR에 사용되는 강심재료인 고탄소강선을 선팽창계수가 낮은 인바강선(INVAR)으로 대체함으로 고온환경에 따른 이도증가를 방지하고 있다. 그러나 STACIR/AW 송전선은 ACSR 송전선에 비하여 연속허용온도가 높고 경간의 거리가 멀기 때문에 열화에 의한 피로특성의 변화 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 증용량저이도전선의 강심소재인 INVAR/AW강선을 소정의 온도에서 경년 열화하고, 열화시간에 따른 강도와 피로특성의 변화를 조사하여, STACIR/AW전선의 안정적 운전을 위한 재료물성적 관리인자를 도출하고자 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.139-150
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• 2010

기둥은 하중 상태에 따라서 축하중과 횡하중 등에 영향을 받는 주부재로서 많이 사용되어지고 있다. 일반적으로 철근 콘크리트(Reinforced Concrete Column, R.C. Column)이 가장 많이 설계 및 시공되고 있으며, 그 밖에도 콘크리트 충전 강관(.Concrete Filled Tube, CFT) 기둥과 같은 복합재료의 기둥이 최근 현장에 많이 적용되어 건설이 진행되고 있는 실정이다. 철근 콘크리트 기둥의 자중의 감소와 사용 재료의 절감을 위하여, 기존의 기둥에 중공부를 두는 중공 R.C 기둥이 사용되고 있다. 중공 RC의 경우 동일 단면적을 갖는 일반 R.C기둥에 비하여 큰 단면이차모멘트를 갖게 되므로 더 효율적인 단면 활용이 가능하다. 그러나 위와 같은 장점이 있는 것과는 반대로, 중공 R.C 기둥은 내측면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 높다. 이러한 내측면의 취성 파괴는 기둥 외측면의 경우 횡철근에 의해 구속되어 있으나, 내측면의 콘크리트에는 구속력이 작용하지 않는다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 중공면에 구속력을 작용시켜, 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어 주어야 한다. 이를 해결하기 위해서 중공 R.C. 기둥 중공부에 강관을 삽입함으로서 중공 기둥 내의 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어주는 내부 구속 중공 R.C 기둥(Internally Concfined Hollow Reinforced Concrete, ICH R.C)이 기존연구자에 의해서 제시되어졌다.(Kang & Han, 2005) 본 연구에서는 ICH RC 기둥의 열전달 해석 및 비선형 재료모델 프로그램을 이용하여 내화 성능을 분석하였으며, 중공비, 피복콘크리트의 두께, 내부강관의 두께를 변수로 선정하여 매개변수를 수행함으로서 내부 구속 중공 RC 기둥의 내화 성능을 증가 시켜주는 인자를 찾아내고 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.