Kim, Jong-Hwan;Lee, Jeong-Ho;Kim, Seul-Kee;Chun, Min-Sung;Lee, Jae-Myung
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.41
no.3
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pp.222-229
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2017
High manganese steel exhibits excellent mechanical properties with respect to strength and durability at low temperatures. Recently, high manganese steel has been considered as an alternative to existing materials, such as nickel steel and SUS304L for application as tank material for Liquefied Natural Gas (LNG) cargo containment systems. In the present study, tensile tests were performed at room and cryogenic temperatures in order to investigate the mechanical properties and non-linear tensile behavior of high manganese steel. In addition, elasto-plastic damage model was applied using the finite element analysis software ABAQUS via a user defined material subroutine (UMAT) to describe the material behavior. Finally, the results of the finite element simulations using the UMAT were compared to those of the tensile tests in order to validate the proposed UMAT. It has been demonstrated that the UMAT can effectively describe the non-linear tensile behavior of high manganese steel.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2009.05a
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pp.393-396
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2009
The mechanical properties, press formability and texture of a TWIP steel were investigated. This steel combines both high strength and high ductility due to so called TWIP effect which are related to the microstructural changes. The formation of twins during deformation leads to an increase of its mechanical properties. In this study, the texture and mechanical properties evolutions of a TWIP steel subjected to tensile tests and press trials at room temperature were investigated in relation to the feasibility of the application to automotive body parts.
This present study deals with the hydrogen embrittlement properties of austenitic Fe-30Mn-0.2C(-1.5Al) high-manganese steels for cryogenic applications. They were electrochemically charged with hydrogen and then subjected to tensile tests for evaluating hydrogen embrittlement behavior. Tensile test results showed that after hydrogen charging the tensile strength and elongation of the Al-free steel were more remarkably decreased with increasing current density when compared to the Al-added steel. After hydrogen charging of the Al-added steel, it was found that the measured hydrogen content was small and silver particles were relatively less decorated. Therefore, the Al-added steel has a superior hydrogen embrittlement resistance to the Al-free steel because the addition of Al suppresses the injection of hydrogen during electrochemical hydrogen charging.
Kwon Ho Jin;Kim Soon Chul;Choi In Suk;Lee Bo Young
Proceedings of the KSR Conference
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2003.10b
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pp.163-169
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2003
In order to develop domestic railway technology, it is necessary that manufacturing technology of turnout should be kept up with update level, because turnout is the core component of high speed railway. Manganese crossing made of high manganese alloy steel is a important component of turnout. So far, this could not have been welded with rail steel due to metallic problem in Korea. However, joint technology hereunder between manganese crossing and rail by using Flash Butt Welding which is developed by Kangwon Railtech Co., Ltd is the state of the art and enable to realize rail continuousness in turnout section, speed up train velocity, reduce maintenance cost, and enhance riding quality.
This study was carried out to investigate the effect of reverse transformation on the mechanical properties in high manganese austenitic stainless steel. Over 95% of the austenite was transformed to deformation-induced martensite by 70% cold rolling. Reverse transformation became rapid above an annealing temperature of $550^{\circ}C$, but there was no significant transformation above $700^{\circ}C$. In addition, with an increasing annealing time at $700^{\circ}C$, reverse transformation was induced rapidly, but the transformation was almost completed at 10 min. There was a rapid decrese in strength and hardness with annealing at temperature above $550^{\circ}C$, while elongation increased rapidly above $600^{\circ}C$. At $700^{\circ}C$, hardness and strength decreased rapidly, and elongation increased steeply with an increasing reverse treatment time up to 10 min, whereas there were no significant change with a treatment time after 10 min. The reverse-transformed austenite showed an ultra-fine grain size less than $0.2{\mu}m$, which made it possible to strengthen the high manganese austenitic stainless steel.
Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene
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v.16
no.3
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pp.254-263
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2006
Manganese has a role as both toxic and essential in humans. Manganese is also an essential component in the welding because it increases the hardness and strength, prevents steel from cracking of welding part and acts as a deoxidizing agent to form a stable weld. In this study, manganese generation rate and its content was determined in flux cored arc welding on stainless steel. Domestic two products and foreign four products of flux cored wires were tested in the well designed fume generation chamber as a function of input power. Welding fume was measured by gravimetric method and metal manganese was determined by inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer. The outer shell of the flux cored wire tube and inner flux were analyzed by scanning electron microscopy to determine their metal compositions. Manganese generation rate($FGR_{mn}$) was increased as the input power increased. It was 16.3 mg/min at the low input power, 38.1 mg/min at the optimal input power, and up to 55.4 mg/min at the high input power. This means that $FGR_{mn}$ is increased at the work place if welder raise the current and/or voltage for the high productivity. The slope coefficient of $FGR_{mn}$ was smaller than that of the generation rate of total fume(FGR). Also, the correlation coefficient of $FGR_{mn}$ was 0.65 whereas that of FGR is 0.91. $FGR_{mn}$ was equal or higher in the domestic products than that of the foreign products although FGR was similar. From the electron microscopic analytical data, we concluded that outer shell of the wire was composed mainly of iron, chromium, nickel and less than 1.2 % of manganese. There are many metal ingredients such as iron, silica, manganese, zirconium, titanium, nickel, potassium, and aluminum in the inner flux but they were not homogeneous. It was found that both $FGR_{mn}$ and content of manganese was higher and more varied in domestic flux cored wires than those of foreign products. To reduce worker exposure to fumes and hazardous component at the source, further research is needed to develop new welding filler materials that improve the quality of flux cored wire in respect to these points. Welder should keep in mind that the FGR, $FGR_{mn}$ and probably the generation rate of other hazardous metals were increased as the input power increase for the high productivity.
Fatigue crack growth tests were carried out using high manganese cast steel under constant amplitude loading. Average crystal grain sizes of the material are $200{\mu}m$ and $1000{\mu}m$. For this material, ${\Delta}K_{th}$ is about $8MPa{\sqrt{m}}$ which is quiet large as compared to the general structural steels and the crack growth rate is lower than the general structural steels especilly in the low ${\Delta}K$ regsion. The reason of this behavior is crack closure due to fracture surface roughness and fretting oxide. The relationship between da/dN and the ${\Delta}K_{eq}$ was represented by narrow band regardless of the stress ratio.
The effects of the annealing parameters on microstructures were examined in a cold-rolled high strength steel containing 0.1% C, 0.5% Si, 1.5% Mn, and 0.04% Nb. It was impossible to avoid martensite in the microstructure even though the continuous annealing parameters were controlled. This indicates that the alloying elements such as silicon and manganese contributing to manganese equivalent($Mn_{eq}$) should be reduced to produce the ferrite-pearlite microstructure for the solid solution and precipitation hardened steel. It was found that a decrease in the rapid cooling temperature to $520^{\circ}C$ was effective to change the microstructure from ferrite-martensite to ferrite-pearlite-martensite. Typical dual-phase properties exhibiting a low yield ratio and a continuous yielding behavior were obtained when the rapid cooling temperature was in the range of $680^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$. The critical volume fraction of martensite for the typical properties of dual-phase steel was about 11 percent.
Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene
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v.25
no.4
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pp.472-481
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2015
Objectives: Welding is a major task in shipbuilding yards that generates welding fumes. A significant amount of welding in shipbuilding yards is done on steel. Inevitably, manganese is present in the base metals being joined and the filler wire being used and, consequently, in the fumes to which workers are exposed. The objective of this work was to characterize manganese exposure associated with work area, total and particle size-selective mass concentration, and compare the mass concentrations obtained using a three-piece cassette sampler, size-selective impactor sampler and blood manganese concentrations. Materials: All samples were collected from the main work areas at one shipbuilding yard. We used a three piece cassette sampler and the eight stage cascade impactor sampler for the airborne manganese mass concentration of total and all size fractions, respectively. In addition, we used the results of health examination of workers sampled for airborne manganese. Results: The oder of high concentration of airborne manganese in shipbuilding processes was as follows; block assembly, block erection, outfitting installation, steel cutting, and outfitting preparation. The percentages of samples that exceeded the OES of the ministry of employment and labor by the cassette sampling method was 12.5%, however 59.1% of sampled workers by the impactor sampling method exceeded the TLV of the ACGIH. Conclusions: Even though the manganese concentrations in blood of workers exposed to higher airborne manganese concentration were higher than among those exposed to lower concentrations, there was no difference in blood manganese concentrations among work duration. The data analyzed here by characterizing size-selective mass concentrations indicates that the inhaled manganese of welders in shipbuilding yards could be mostly manganese-containing respirable particle sizes.
Park, Shin Hwa;Hong, Soon Taik;Kim, Tai Wung;Chung, In-Sang
Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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v.13
no.3
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pp.158-162
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2000
The high temperature oxidation behavior and the surface defect in Fe-25Mn-1.5A1-0.5C steel was investigated by XRD (X-ray Diffractin) and electron microscopy. The intra- and inter-granular oxides were formed by the selective oxidation of manganese and aluminum, which were identified to MnAl2O4 phase. Aluminum nitride (AlN) was formed in front of these oxides. The ${\gamma}$-matrix was transformed to ${\alpha}$- and ${\varepsilon}$- phases by the selective oxidation of manganese. The surface defect, micro-scab was induced by the difference of the high temperature ductility between the matrix and the inter-granular oxide.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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