• 열처리공학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.309-314
• /
• 2021

Due to the superior corrosion resistance and mechanical properties of TiAl alloy at high temperature, it has been utilized as a turbine wheel of a turbocharger. The dissimilar metallic bonding is usually applied to combine the TiAl turbine wheel with the SCM440 structural steel which is used as a driving shaft. In this study, the TiAl and SCM440 joint were fabricated by using a friction welding technique. During bonding process, to suppress the martensitic transformation and the formation of cracks, which might reduce a strength of the joints, Cu was used as an insert metal to relieve stress. As a result, the intermetallic compounds (IMCs) layer was observed at TiAl/Cu interface while no IMC formation was formed at SCM440/Cu interface. Since understanding of the IMCs effects on the mechanical performance of welded joint is also essential for ensuring the reliability and integrity of the turbocharger system, we estimated the nanohardness of welded joint region through nanoindentation. The relation between the microstructural feature and its mechanical property is discussed in detail.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권4호통권33호
• /
• pp.489-500
• /
• 1997

현재 국내에서 공용되고 있는 철도 교량은 약 3,000여개이며, 그 가운데 강교량이 차지하는 비율은 47% 정도로서 도로교에 비해 강교량이 차지하는 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 강철도교의 장지간 교량의 대부분이 강판형과 트러스 형식을 채택하고 있으며, 이들 교량은 대부분이 30년 이상의 공용이력을 갖고 있어 각 교량에서 피로 및 부식에 의한 손상이 진행되고 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 강철도교의 내하력과 내구성에 기초한 유지관리의 구축 및 이들의 데이터 베이스화를 위한 기초적인 단계로서 철도교에서의 응력빈도 특성 및 충격의 영향을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 이들을 수행하기 위해 강철도 교량을 대상으로 시험차량에 의한 동적 주행시험을 통하여 충격계수를 산정하였으며, 이로부터 교량지간별, 교량형식별 그리고 차량의 주행 속도별 충격의 영향을 평가하였다. 또한, 공용하중하의 실동응력파를 획득하고 Rainflow Counting Method에 의한 빈도해석을 실시하여 응력범위 히스토그램을 산출하였으며, 트러스 형식별, 통과 열차별, 구조 부재별에 따른 응력분포 특성을 비교, 고찰하였으며, 이로부터 피로손상의 정도를 평가하였다. 그 결과, 트러스교에 있어서는 하현재와 세로보의 응력범위가 가장 큰 것으로 나타났으며 응력빈도 분포의 형태는 교량의 형식, 하중체계 그리고 통과량에 따라 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한 충격의 영향은 지간뿐만 아니라 차량의 주행속도에 크게 좌우됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1337-1345
• /
• 2011

가압경수로형 원자로의 원자로압력용기 상부헤드에는 많은 제어봉구동장치(CRDM) 노즐이 분포한다. 최근 10 여 년 동안 제어봉구동장치 alloy 600 CRDM 노즐에서 균열 발생 사례가 증가하고 있으며, 이는 용접과 연관성이 매우 깊은 것으로 알려져 있다. CRDM 노즐에서 발생하는 축 및 원주방향 균열은 유럽과 미국의 원자력 발전소에서 발견되었으며, 사고의 원인은 용접 잔류응력 및 작용하중에 기인하는 일차수응력부식균열(PWSCC)임이 확인되었다. 이러한 이유로 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 한국형 원자로의 CRDM 관통 노즐 용접부를 대상으로 용접 잔류응력을 예측하였으며, 특히, 관통노즐의 위치와 형상, 용접부 필렛 형상 및 인접노즐 용접에 의한 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권3호
• /
• pp.387-395
• /
• 2013

최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.162-169
• /
• 2012

본 논문은 초음파 적외선 열화상과 위상잠금 방법을 이용하여 이종금속용접(STS304 and SA106 Gr. b)된 파이프의 응력부식균열 결함을 검출하였다. 초음파 가진장치는 출력 250 Watt, 주파수 20 kHz이었다. 실험 결과 이종금속용접부의 파이프 내부에 위치한 균열을 적외선 열화상을 이용하여 검출할 수 있었다. 실제 PT검사를 통하여 배관 내부의 균열이 하나가 아닌 일정한 범위 안에 하나 이상의 크랙이 존재하여 열화상 이미지 상에 넓은 범위의 hot spot 이미지를 만들어 냈음을 파악할 수 있었다. 또한 기존 기술로 검출이 용이하지 못한 마이크로 폭의 미세균열을 검출할 수 있었다. 또한, 초음파탐상기술은 $10\;{\mu}m$ 미세크랙의 폭을 갖은 균열을 쉽게 검출하지 못하였다. 그러나 초음파 적외선 열화상 기술은 결함 검출하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.62-68
• /
• 2001

인공해수에서 HT-60강 용접부의 응력부식균열(SCC)과 음향방출(AE)신호특성을 알아보기 위하여 SCC외 AE실험을 동시에 실시하였으며, 양 실험결과를 상호 비교 분석하였다. 모재의 경우, -0.8V에서 보다 긴 파단수명을 보였고, 용해기구 등으로 인하여 -0.8V에 비해 -0.5V에서 AE가 많이 발생하였다. 그러나 시험편에 가해진 전위 값에 관계없이 최대하중 이후의 영역에서 AE 발생 수는 감소하였다. 용접재의 경우, 모재 및 후열처리재와는 달리 용접부의 특이성 때문에 많은 AE 발생과 큰 진폭의 범위$(40{\sim}100dB)$를 나타내었으며 최대하중 이후에도 AE 발생이 활발하였다. 또한, 보다 크고 많은 균열이 파단면에 형성되었음을 SEM관찰을 통하여 관찰할 수 있었으며, 이들 결과로부터 용접부는 인공해수에서 SCC현상이 가장 심하게 일어나고 있음을 확인할 수 있었다. 후열처리는 용접부의 연화를 초래하였고, 용접재에 비해 부식환경에 대한 민감도를 떨어뜨리는 효과를 가져왔다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
• /
• pp.337-341
• /
• 2004

Engineering ceramics have superior heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance. Consequently, these art significant candidates for hot-section structural components of heat engine and the inner containment of nuclear fusion reactor. Besides, some of them have the ability to heal cracks and great benefit can be anticipated with great benefit the structural engineering field. Especially, law fracture toughness of ceramics supplement with self-healing ability. In the present study, we have been noticed some practically important points for the healing behavior of silicon nitride, alumina, mullite with SiC particle and whisker. The presence of silicon carbide (SiC) in ceramic compound is very important for crack-healing behavior. However, self-healing of SiC has not been investigated well in detail yet. In this study, commercial SiC was selected as sample, which can be anticipated in the excellent crack healing ability. The specimens were produced three-point bending specimen with a critical semi-circular crack of which size that is about $50-700{\mu}m$. Three-point bending test and static fatigue test were performed cracked and healed SiC specimens. A monotonic bending load was applied to cracked specimens by three-point loading at different temperature. The purpose of this paper is to report Strength Properties and Elastic Waves Characteristics of Silicon Carbide with Crack Healing Ability.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.52-60
• /
• 2015

원자력발전소에는 탄소강과 스테인리스강 용접을 위해 alloy600 용접재를 적용한 이종금속용접부가 다수 존재하며, 전 세계적으로 이종금속용접부에서 결함 발생 보고가 지속되고 있다. 주기적인 건전성 평가를 위해 이종금속용접부 초음파검사 일반절차서 (KPD-UT-10)를 적용하여 검사를 수행하고 있으며, 검사절차서에서는 탐촉자와 검사체 표면 사이의 간격을 최대 1/32"(0.8mm) 이내로 제한하고 있다. 국내의 일부 이종금속용접부는 테이퍼진 형상과 불규칙한 표면 형상을 가지고 있어, 가변형 위상배열초음파기술을 적용하여 검사 신뢰성을 높이고자 본 연구를 수행하였다. 연구 결과, 검사체 표면이 불규칙한 시편 내부의 인공결함에 대한 검출이 양호하였고, 이를 통해, 가변형 위상배열초음파기술의 현장 적용 가능성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권6호
• /
• pp.637-647
• /
• 2014

국내 가압경수로형 원자로의 압력용기 상부헤드에는 많은 제어봉구동장치(CRDM) 노즐이 분포한다. 이들 노즐은 억지끼워맞춤(Shrink fitting) 방식으로 결합되어 용접 처리 된다. 용접에 의해 발생되는 인장잔류응력은 일차수응력부식균열을 발생시키는 주요 요인이다. 이러한 이유로 최근 15 여 년 동안 관통노즐 용접부 부위에서 균열 발생 사례가 증가하고 있으며, 이를 극복하기 위해 다양한 방안이 모색되고 있다. 또한 용접과정에서 발생되는 불필요한 결함은 일차수응력부식균열(PWSCC)을 가속화 시키는 원인이 되기도 한다. 원자로 제작과정에서 용접에 의한 결함은 보수용접에 의해 즉시 수리가 이루어 진다. 기존의 연구에서는 정상적인 용접과정에서 발생되는 잔류응력을 예측하였으나, 본 연구에서는 용접과정에서 발생되는 결함을 보수하기 위해 실시되는 보수용접이 용접잔류응력에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 2004

인공치아용 3Y-TZP와 (Y,Nb)-TZP/$Al_2O_3$ 복합체를 유사 구강분위기인 인공타액 하에서 500-3000N의 하중 조건으로 $10^6$ 횟수까지 헤르찌안 반복하중 피로특성을 조사하였다. 500N의 하중에서 $5{\times}10^5$까지 반복피로 실험결과, 강도 저하 및 균열 현상은 관찰되지 않았다. 피로특성은 SY-TZP가 (T,Nb)-TZP/$Al_2O_3$ 복합체보다 상전이에 의한 응역회복 때문에 우수하였다. 하중값이 증가함에 따라 링 균열에서 방사상 균열로 전이되었을 때 급격한 강도 저하 현상이 발생하였다. 강도 저하 현상은 유사 구강 분위기하에서 반복 하중 접촉 시 발생한 균열을 통해 침투한 인공타액의 화학적 침식으로 더욱 가속화 되었다.