• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2012년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.173-173
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• 2012

Duplex STS는 응력부식 저항이 큰 페라이트상과 우수한 내식성을 제공하는 오스테나이트상이 미세하게 1:1로 결합하여 강도가 오스테나이트 STS 보다 최소 1.7배 이상 높을 뿐 아니라 공식(pitting)과 응력부식 저항성이 우수해 최근에 주목받고 있는 고내식 고강도 재료이다. STS의 내식성을 평가하는 여러 지수 중 Pitting에 대한 내식성을 평가하는 지수로서 PREN (Pitting Resistance Equivalent Number)이 있다. PREN =%Cr + 3.3%(Mo + 0.5%W) + 16%N PREN이 30 이상이면 해안지역에서 사용가능하나, PREN이 40 이상인 경우에는 원자력발전소, 탈황 설비, 해수설비 및 화학Plant 등 고내식 환경에서 주로 사용가능하다. PREN이 40 이상인 Super Duplex STS은 다량의 Mo와 N을 첨가하여 만든 제품으로, 최근 10여 년 동안 해수 냉각 설비, 해수 담수화 설비, 탈황 설비, 석유화학 설비 및 원전용 CASK 등의 다양한 분야에 그 사용량이 꾸준히 증가하고 있는 상황이다. 본 연구에서는 Super Duplex STS의 TIG용접에서 실드가스 중의 $N_2$의 첨가가 PREN에 미치는 영향을 검토하였다. 실드가스 중 $N_2$가 용접금속으로 침입하는 메커니즘을 규명하고, 용접조건 변화에 따른 용접금속 내 N의 함량을 측정하여 PREN을 계산하고, 용접금속의 기계적 특성과 미세조직을 검토하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 연구에서는 토압 등의 외압이 원주 용접된 매설 강관의 잔류응력에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 명확히 하였다. 먼저 3차원 열탄소성 해석을 통하여 원주 용접된 강관의 잔류응력을 구하였으며, 이를 초기조건으로 설정하여 3차원 탄소성 해석을 수행함으로써 외압이 작용하는 경우 잔류응력 거동을 조사하였다. 해석결과 외압에 의해 원주 용접부에 발생하는 원주방향 압축응력 때문에 원주방향 잔류응력이 압축 측으로 상당히 많이 이동함을 알 수 있었고, 축방향 잔류응력은 작용하는 외압에 의해 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.18-22
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• 2014

용접 잔류응력은 용접공정에서 발생하는 하는데, 용접 구조물의 결함 유발 및 파괴의 주요 원인이 된다. 본 논문에서는 전자 처리 레이저 스페클 간섭법을 이용하여 원전 배관의 용접부 잔류응력을 측정하였다. 인장시험기를 이용하여 용접된 배관에 압축 하중을 가하였으며, 면내 변형 측정 간섭계를 이용하여 용접부와 모재부의 변형을 측정하였고, 제안된 수식에 의하여 탄성계수를 측정하였다. 용접 배관에 가해지는 하중에 따라 변형이 일정하게 증가하며, 용접 배관의 모재부와 용접부에 발생한 변형을 비교하였을 때, 모재부의 변형이 더 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 용접 배관 모재부의 탄성계수는 202.46 GPa, 용접부의 탄성 계수는 212.14 GPa, 잔류응력은 6.29 MPa로 측정되었다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.60-66
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• 2017

The standard master curve (MC) approach has the major limitation because it is only applicable to homogeneous datasets. In nature, materials are macroscopically inhomogeneous and involve scatter of fracture toughness data due to various deterministic material inhomogeneity and random inhomogeneity. RPV(reactor pressure vessel) steel has different fracture toughness with varying distance from the inner surface of the wall due to cooling rate in manufacturing process; deterministic inhomogeneity. On the other hand, reference temperature, $T_0$, used in the evaluation of fracture toughness is acting as a random parameter in the evaluation of welding region; random inhomogeneity. In the present paper, four regions, the surface, 1/8T, 1/4T and 1/2T, were considered for fracture toughness specimens of KSNP (Korean Standard Nuclear Plant) SA508 Gr. 3 steel to investigate deterministic material inhomogeneity and random inhomogeneity. Fracture toughness tests were carried out for four regions and three test temperatures in the transition region. Fracture toughness evaluation was performed using the bimodal master curve (BMC) approach which is applicable to the inhomogeneous material. The results of the bimodal master curve analyses were compared with that of conventional master curve analyses. As a result, the bimodal master approach considering inhomogeneous materials provides better description of scatter in fracture toughness data than conventional master curve analysis. However, the difference in the $T_0$ determined by two master curve approaches was insignificant.

• 한국주조공학회지
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• 제15권3호
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• pp.272-282
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• 1995

Iron-based metal matrix composites have been recently investigated for the use of inexpensive abrasion resistance material. This paper carried out to investigate the in-situ reaction effects on the microstructural characteristics and the formation mechanism of tungsten carbides in a white cast iron matrix. The specimens of Fe-3.2%C-2.8%Si alloy cast-bonded with tungsten wire were cast in the metal mold and isothermally heat treated at $950^{\circ}C$ up to 48 hours. The typical microstructure of heat treated specimens showed the reaction layer of WC at the interface of tungsten wire and the carbon depletion zone between the WC layer and the matrix. During the formation of WC layer, if the carbon supply is insufficient due to the decarburization of matrix or the isolation of matrix by cast-bonded W wires, the reaction layer develops coarse hexagonal crystalline WC. From the microstructural investigation, it was found that the volume of WC layer and the carbon depletion zone increased linearly with the isothermal heat treating time. This results supported that the formation rate of WC in the white cast iron matrix is controlled by the interfacial reaction with a constant reaction rate.

• Corrosion Science and Technology
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• 제9권5호
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• pp.187-195
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• 2010

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.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권5호
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• pp.420-427
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• 2016

The marine equipment companies expanding facility investment in accordance with the booming economy are suffering from the reduced demand and the growth of chinese businesses. In this regard, the risk of overinvestment and the importance of prudent equipment investment must be reconsidered. Thus, in this study we performed a productivity and economical efficiency analysis in order to evaluate the investment value on production facilities in a company under the present conditions. The freezer of a fishing vessel manufactured by N company is selected as the subject of our study, while the assembly and welding cooling plates are configured as the scope of automation. Analysis on productivity and economical efficiency was conducted through CYCLONE (Cyclic Operation Network) simulation and economic analysis methods after analyzing the production process of freezer. The proposed analytical technique can be used to support the investment decision in production automation equipment of fishing vessels freezer.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.291-298
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• 2010

본 논문은 자동차 디젤엔진의 EGR 시스템에 사용되는 EGR 냉각기의 열교환 효율에 관한 것으로 배기가스의 냉각수 사이의 열교환을 촉진시키기 위한 방법으로 딤플형 EGR 냉각기를 설계 및 그 성능을 평가하였다. 개발초기 단계에서 딤플형 EGR 냉각기의 성능을 평가하기 위하여 기존 스파이럴 타입의 EGR 냉각기와 딤플형 EGR 냉각기의 전열면적을 비교하였으며, 균질화 기법을 이용한 유한요소해석을 통하여 딤플형 EGR 냉각기의 구조 건전성을 평가하였다. 또한, 딤플형 열교환 튜브의 생산공정-딤플성형, edge bending, center v-notch bending, 압착, 플라즈마 용접-을 체계화하였다. 최종적으로 본 연구를 통하여 딤플형 EGR 냉각기를 개발하였으며, 그 성능을 검증하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권4호
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• pp.203-210
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• 2020

The corrosion behavior of super austenitic stainless steel was studied by examining the characteristics of the sigma phase formed in the steel. A range of experimental and analytical methods was employed, including potentiodynamic polarization tests, critical pitting temperature tests, transmission electron microscopy, and energy-dispersive spectroscopy. Three steel samples with different sigma phase levels were obtained by intentionally adjusting the manufacturing process. The results showed that the corrosion resistance of the samples was strongly dependent upon the size and distribution of the sigma phase precipitated in the samples. The larger the size of the sigma phase, the higher the Mo content in the sigma phase and the higher the depletion level of Mo at the interface between the matrix/sigma phase, the more samples with a coarse-sized sigma phase were susceptible to localized pitting corrosion at the interface. These results suggest that various manufacturing processes, such as welding and the post-heat treatment of the steel, should be optimized so that both the size and fraction of the sigma phase precipitated in the steel are small to improve the resistance to localized corrosion.