• International Journal of Korean Welding Society
• /
• 제3권2호
• /
• pp.24-28
• /
• 2003

This study was aimed to evaluate the quality of flash welded joints and optimize the welding process for flash butt welding of 780MPa grade high strength steel. And then the relationship between the welding process variables and the joint quality would be established. The effect of process variables between flashing and upsetting process was elucidated. Microstructure observation of the joint indicated that the decarburized band was mainly changed with upsetting process. Width of HAZ was also related to the upsetting conditions rather than the flashing conditions. Generally maximum hardness at HAZ was correlated with Ceq of steel and the empirical relationship was obtained to estimate the HAZ properties. Tensile elongation at the joint was usually decreased with increasing the initial clamping distance. Investigation of fracture surface after tensile and bending tests reveal that the origin of cracking at the joint was oxide inclusions composed of $SiO_2$, MnO, $Al_2O_3$, and/or FeO. The amount of inclusions was dependent on the composition ratio of Mn/Si in steel. If this ratio was above 4, the amount of inclusions was low and then the resistance to cracking at the joint was enough to maintain the joint performance. It was obtained that the flashing process influenced the conditions for the energy input to establish uniform or non­uniform molten layer, while the upsetting conditions influenced the joint strength. Heat input variable during flashing process was also discussed with the joint properties.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.223-232
• /
• 2023

Metal additive manufacturing (AM) has transformed conventional manufacturing processes by offering unprecedented opportunities for design innovation, reduced lead times, and cost-effective production. Aluminum alloy, a material used in metal 3D printing, is a representative lightweight structural material known for its high specific strength and corrosion resistance. Consequently, there is an increasing demand for 3D printed aluminum alloy components across industries, including aerospace, transportation, and consumer goods. To meet this demand, research on alloys and process conditions that satisfy the specific requirement of each industry is necessary. However, 3D printing processes exhibit different behaviors of alloy elements owing to rapid thermal dynamics, making it challenging to predict the microstructure and properties. In this study, we gathered published data on the relationship between alloy composition, processing conditions, and properties. Furthermore, we conducted a sensitivity analysis on the effects of the process variables on the density and hardness of aluminum alloys used in additive manufacturing.

• 열처리공학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.230-236
• /
• 2023

The current study deals with the effect of cooling rate and temperature for annealing on medium-carbon Cr-Mo alloy steel, especially for cold heading quality wire rod, to derive the optimum micro-structures for plastic deformation. This is to optimize the spheroidization heat treatment conditions for softening the material. Heat treatment was performed under seven different conditions at a temperature between A_c1 and A_c3, mostly within 720℃ to 760℃, and the main variables at this time were temperature, retention time and cooling rate. Microstructure and phase changes were observed for each test condition, and it was confirmed that they were greatly affected by the cooling rate. It was also confirmed that the cooling rate was changed in the range of 0.1℃/min to 5℃/min and affected by phase deformation and spheroidization fraction. The larger the spheroidization fraction, the lower the hardness, which is associated with the increasing connection of ferrite phases.

• 열처리공학회지
• /
• 제37권3호
• /
• pp.128-137
• /
• 2024

In this study, the carburizing heat treatment process used in aircraft gear manufacturing was compared with the general carburizing heat treatment process using AISI 9310 steel. The process of carburizing followed by slow cooling, and then quenching after austenitizing(Process A) showed less compressive residual stress and less retained austenite in the surface layer compared to the process of quenching directly after carburizing(Process B). In prpcess B, there was a large amount of retained austenite when quenched immediately after carburization, and when treated with subzero, martensite rapidly increased and the compressive residual stress increased significantly, but at the same time, there is a risk of cracking due to severe expansion in volume. Therefore, in the case of aviation parts, it is believed that a step-by-step heat treatment cycle was adopted to ensure stability against heat treatment cracks. As a result of the final tempering after sub-zero treatment, the A process specimen showed a deeper effective case depth and HV700 depth and a higher hardness value above HV700 than the B process specimen.

• 한국조리학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.235-244
• /
• 2014

본 연구에서는 냉동형 간편편이식 콩나물의 제품 개발을 위하여 냉동 콩나물의 품질을 개선하고자 데친 콩나물의 냉동속도 및 해동속도에 따른 콩나물의 물리적 품질 특성을 비교하였다. 본 실험에서는 과열증기 가열장치로 데치기 한 콩나물을 강제송풍식 냉동기나 자연대류식 냉동기에서 냉동한 후, 냉동 저장한 콩나물을 전자레인지(출력강도 0, 400, 800 및 1,000 W)에서 시료의 중심부 온도가 $75^{\circ}C$에 도달할 때까지 해동 및 조리하였다. 분석 결과, 콩나물의 냉동속도는 강제송풍식 냉동을 하는 것이 자연대류식 냉동을 하는 것 보다 4배 정도 빨랐으며, 해동시간은 마이크로 웨이브 세기에 따라 단축되었다. 냉 해동한 콩나물의 수분함량은 자연대류식 냉동을 한 후 1,000 W로 해동한 콩나물의 경우 수분손실이 가장 많은 것으로 나타났다. 콩나물의 탄력성은 모든 조건에서 감소하는 경향을 보였으나, 조직의 경도는 강제송풍식 냉동 후 1,000 W에서 해동한 콩나물만 대조군에 비해 높게 나타났다. 현미경 관찰에서는 콩나물을 냉동하면 관다발과 피층의 세포들이 파괴되는 현상이 나타났으며, 냉동 시간과 해동 시간이 길어질수록 그 정도가 더 심하게 나타났다. 냉 해동 콩나물의 품질변화를 전반적으로 비교하였을 때 냉동 속도가 빠르고, 해동 시 전자레인지의 출력이 높을수록 대조구와 비교하여 가장 변화가 적은 것으로 나타났다. 실험결과, 콩나물의 냉해동 속도는 냉동 콩나물의 물리적 품질 변화에 주요한 영향을 미치며, 이러한 냉해동 조건의 조절을 통하여 냉동 콩나물의 품질이 개선된 가공품의 개발이 가능할 것이다. 또한, 이러한 가공 조건들은 다양한 발아식품의 냉동제품 개발의 가공 요인으로도 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 냉동 콩나물의 품질 개선에 관한 연구는 가공조건에 따른 영양학적 품질에 관한 추가 연구를 통하여 물리적, 영양학적으로 우수한 품질의 가공품 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.252-261
• /
• 2017

본 연구에서는 유정용 강관의 열처리 조건에 따른 미세조직 및 기계적 성질을 조사하였다. 실험에 사용된 유정용 강관의 종류는 J55 강재를 사용 하였고, 열처리 조건은 각각 오스테나이트 처리온도 ($880^{\circ}C$, $910^{\circ}C$, $940^{\circ}C$), 냉각방식 (수냉, 유냉), 템퍼링 온도 (미실시, $550^{\circ}C$, $650^{\circ}C$) 이다. 열처리 조건에 따라 얻어지는 미세조직을 예측하기 위해 J55 강재의 화학적 성분을 기준으로 평형상태도와 CCT 곡선을 시뮬레이션 하였으며, 그 결과 A1, A3 온도가 약 $20^{\circ}C$ 감소 하는 결과를 얻을 수 있었다. 냉각속도에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트등 예상되는 미세조직을 정성적으로 알 수 있었고 이 결과는 실제 실험값과 유사한 양상을 나타내었다. 오스테나이트 처리온도가 증가 함에 따라 구 오스테나이트 결정립이 조대화 되었으며, 특히 $920^{\circ}C$ 이상에서 결정립 크기가 급격히 증가하였다. 따라서 결정립 미세화 효과에 따라 경도와 강도는 감소 하였다. 열처리 조건이 변화함에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트 등 다양한 조직이 생성되었으며, 이는 경도, 강도 및 연신율에 큰 영향을 미쳤다. 수냉의 경우 마르텐사이트 조직이, 유냉의 경우 베이나이트와 페라이트 조직이 형성되었으며 수냉한 시편이 더 우수한 기계적 성질을 나타내었다. 템퍼링 처리후 마르텐사이트 조직 내에 FeC 석출물이 생성되었고 템퍼링 처리온도가 증가함에 따라 FeC석출물이 조대화되면서 인성이 향상되었다.

• 대한지리학회지
• /
• 제42권4호
• /
• pp.506-525
• /
• 2007

기반암 하상의 침식현상은 지형발달의 1차적인 통제 요소이다. 그러나 기반암 침식과정에 대한 연구는 오랜 시간 동안 지체되어 왔다. 이러한 지체는 실험하도에서의 결과를 기반암 하천에 적용시키는데 있어서의 스케일링 문제 등에 기인한다. 기반암 하상에 대한 침식 통제 변수에 대한 조사의 일환으로 마식과정에 대한 물리적 실험에서의 기반암면의 변화 과정이 연구되었다. 18개의 기반암 시료들이 다양한 퇴적물 양과 퇴적물 입자 크기에 의해서 마식되었다. 3차원적인 기반암면의 변화는 고해상도 3차원 스캐너를 이용하여 기록되었다. 기반암 시료의 표면 변화를 파악하기 위하여 다양한 방식을 사용하였으나, 거칠기의 변화와 기반암면의 전반적인 변화를 단일한 방식으로 나타낼 수 있는 방식은 파악되지 않았다. 음영기복도와 기복도에 의하면 마식은 횡단면 곡선상의 중심부와 종단면 곡선상의 상부와 하부 말단에서 시작되어 성장하는 것이 일반적인 경향으로 나타났다. 표면의 전반적인 형상에 있어서는 앞서 지적한 마식의 공간적 분포의 영향으로 종단면에 있어서는 평탄화가 나타났다. 횡단면의 경우 기울기가 증가하는 것이 우세하였다. 표면의 거칠기 정도는 일반적인 경향을 발견하기 어려웠으며, 일반적으로 추정되어진 마식에 따른 거칠기 감소가 나타나지는 않았으며, 암석에 따라서 서로 다른 결과가 나타났다. 주사전자현미경(SEM)을 이용한 분석에 의하면 기반암의 일반적인 특성보다는 조암 광물의 미세구조(microstructure)가 마식의 공간적인 유형과 거칠기 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 전기학회논문지
• /
• 제57권5호
• /
• pp.808-815
• /
• 2008

The composites were fabricated 61[vol.%] ${\beta}$-SiC and 39[vol.%] $TiB_2$ powders with the liquid forming additives of 8, 12, 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid by pressureless annealing at 1650[$^{\circ}C$] for 4 hours. The present study investigated the influence of the content of $Al_2O_3+Y_2O_3$ sintering additives on the microstructure, mechanical and electrical properties of the pressureless annealed SiC-$TiB_2$ electroconductive ceramic composites. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$ were not observed in the microstructure and the phase analysis of the pressureless annealed SiC-$TiB_2$ electroconductive ceramic composites. Phase analysis of SiC-$TiB_2$ composites by XRD revealed mostly of ${\alpha}$-SiC(6H), ${\beta}$-SiC(3C), $TiB_2$, and In Situ YAG($Al_2Y_3O_{12}$). The relative density of SiC-$TiB_2$ composites was lowered due to gaseous products of the result of reaction between SiC and $Al_2O_3+Y_2O_3$. There is another reason which pressureless annealed temperature 1650[$^{\circ}C$] is lower $300{\sim}450[^{\circ}C]$ than applied pressure sintering temperature $1950{\sim}2100[^{\circ}C]$. The relative density, the flexural strength, the Young's modulus and the Vicker's hardness showed the highest value of 82.29[%], 189.5[Mpa], 54.60[Gpa] and 2.84[Gpa] for SiC-$TiB_2$ composites added with 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperature. Abnormal grain growth takes place during phase transformation from ${\beta}$-SiC into ${\alpha}$-SiC was correlated with In Situ YAG phase by reaction between $Al_2O_3$ and $Y_2O_3$ additive during sintering. The electrical resistivity showed the lowest value of 0.0117[${\Omega}{\cdot}cm$] for 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at 25[$^{\circ}C$]. The electrical resistivity was all negative temperature coefficient resistance (NTCR) in the temperature ranges from $25^{\circ}C$ to 700[$^{\circ}C$]. The resistance temperature coefficient of composite showed the lowest value of $-2.3{\times}10^{-3}[^{\circ}C]^{-1}$ for 16[wt%] additives in the temperature ranges from 25[$^{\circ}C$] to 100[$^{\circ}C$].

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.122-128
• /
• 2005

본 연구에서는 구조용강 SM520을 사용하여 교량용 박스 제작시 플럭스 코어드 아크용접법에서 가스실드방식과 셀프실드방식의 두 공정으로 제작된 용접부를 건전성, 기계적 성질 및 미세조직에서 비교하였다. 그 결과 두 용접 프로세스에 의해 제작된 용접부들은 매크로 조직 및 비파괴 검사 결과 건전성이 입증되었고, 항복 및 인장강도가 각각 $462{\sim}549\;MPa$와 $548{\sim}640\;MPa$였고, CVN 충격치는 $-20^{\circ}C$에서 요구값인 40J을 충족하였다. 결과적으로, 고속철도나 고속도로 건설시 사용되는 교량용 SM520강 박스 제조시 고소 및 강풍 조건하에서 용접할 때 셀프실드 아크용접법은 기존의 가스실드 아크 용접법과 비교하여 대등한 용접 특성들을 보였기 때문에 현장 시공시 적용 타당성이 있다고 사료된다.

• Applied Microscopy
• /
• 제40권3호
• /
• pp.155-162
• /
• 2010

뼈는 단계별 (hierarchical) 구조를 가진 복합 재료이며 독특한 구조와 기계적 특성 때문에 재료공학 분야에서 많이 연구되어져 왔다. 뼈는 주로 hydroxyapatite, 콜라겐과 물로 구성된 층판형 유 무기 재료 복합체이다. 주요 무기물로써 hydroxyapatite로 잘 알려진 calcium phosphate를 통하여 뼈는 특유의 강도를 유지하게 된다. 본 실험에서는 광학 현미경(LM)과 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 토끼와 닭 대퇴골의 구조를 연구하였다. 구성물질 분석은 대퇴골의 calcium, potassium, oxygen 분포 변화를 알아보는데 이용하였다. 실험은 두 구조 범위에 중점을 두었다: micro scale에서 치밀골의 배열을, nano scale에서 콜라겐 섬유와 apatite 결정을 관찰하였다. Micro scale에서 닭과 토끼 대퇴골 구조의 뚜렷한 차이점이 발견되었다. Nano scale에서는 apatite 결정의 모양과 크기 그리고 콜라겐의 배열을 비교 분석하였다. 그 결과 토끼와 닭은 종이 다름에도 불구하고 nano scale에서는 화학성분과 구조가 매우 유사한 것으로 나타났다.