• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.802-808
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• 2011

극저온 온도 구조 재료의 중요한 기계적 성질 중 하나는 파괴 인성이다. 파괴 인성 시험 방법의 규격화에 대한 연구는 극저온 구조 요소의 개발과 함께 매우 중요한 문제가 되고 있다. 특히 용접부의 경우 극저온 환경 하에서 사용할 때 불안정파괴를 유발할 수 있기 때문에 용접부의 각 미세조직에 따른 기계적 성질 평가가 중요하다. 본 연구에서는 STS-316L 모재와 용접재를 대상으로 액체질소(77K), 액체헬륨(4K), 293K 온도에서 제하컴플라이언스법과 예민화 열처리한 소형화된 시험편 대상으로 파괴인성평가 실험을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.11-16
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• 2011

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 $-10^{\circ}C$에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 1998년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.340-349
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• 1998

• 수산해양기술연구
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• 제27권2호
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• pp.132-140
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• 1991

오스테나이트계 스테인레스강 SUS316, SUS321 보다 용접성, 내식성 및 극저온인성이 양호하며 기존의 재료보다 고가 첨가 원소인 크롬과 니켈의 함유량을 절감한 새로운 강종의 개발을 목표로 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) Trans-Varestraint 시험에 의하여 용해 제조강과 수입개의 고온 균열 감수성을 비교 평가한 결과, SUS321 수입재와 SuS321에 대응하여 개발한 강종 사이의 응고 균열 감수성이 거의 동등 내지는 용해 제조강의 고온 균열 저항력이 우수하였다. 따라서 Creq/Nieq의 값 1.43~1.48의 범위에서 합금 설계한 강종 M-1~M-9의 고온 균열 저항력은 기존의 문헌에 의한 테이타와 비교한 결과, 우수함을 알 수 있었다. 2) 샤르피(Charpy V notch) 표준 시험편에 의한 극저온 및 상온에서의 인성을 조사한 결과, 용해 제조강 M-1~M-9의 인성은 양호하였으며 특히 SUS321 수입재와 SUS321 대체재로서 개발한 M-7~M-9의 인성은 수입재의 그것보다 훨씬 높은 값을 나타내었다. 3) JIS G 0574에 의한 입계 부식 감수성을 조사한 결과, 입계 부식 감수성을 낮추기 위해서는 티타늄의 첨가가 매우 유효함을 알 수 있었다. 특히 SUS321 수입재와 SUS321 대응 강종(M-7~M-9)의 내식성은 수입재보다 개발 강종의 내식성이 훨씬 우수하였다. 4) 이상의 고온 균열 감수성과 극저온 및 상온에서의 인성, 내식성을 종합적으로 검토한 결과, 스테인리스강의 고가 첨가 원소인 크롬과 니켈의 첨가량을 절감할 수 있었다. 상기와 같은 관점에서 본 연구 수행에 의하여 새로운 합금 설계 개념에 의거, 새로운 강종의 개발과 생산 원가의 절감 그리고 제품의 품질 향상에 기여할 수 있는 기준을 확립할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권1호
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• pp.64-72
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• 1998

This paper was undertaken to develop the fracture toughness testing method using small and single specimen compared to the conventional method in evaluating elastic-plastic fracture toughness of the superconducting magnet structural material at cryogenic temperature. The elastic-plastic fracture toughness test was conducted by using the unloading compliance method recommended by ASTM E813-89 to accomplish the above purpose. And, the 20% side-grooved 0.5TCT and 1TCT specimens were used to evaluate the fracture toughness by using as possible as miniaturized CT specimen. The unloading compliance method was a very useful method in evaluating elastic-plastic fracture toughness at cryogenic temperature. It could be taken valid fracture toughness values by using 20% side-grooved 0.5TCT specimen recommended by ASTM E813-89.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.129-134
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• 2013

극저온 환경에 노출되는 구조체의 접착조인트의 경우 피접착물과 접착물 사이에서 열팽창계수 차이로 인해 계면에서 잔류응력이 발생하게 되는데 이에 의해 접착조인트 내부에 미소균열, 층간분리 등의 형태로 파손이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 높은 비강성, 낮은 열팽창계수의 특성을 지닌 메타 아라미드 섬유를 에폭시 기지재의 보강재로 사용하였다. 표면처리 공정을 간소화하기 위해 전기방사법의 고분자 혼합법(polymer blend method)으로 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 제조하였다. 극저온 환경에서 계면특성이 향상된 코어-쉘 구조의 나노섬유를 보강한 에폭시 접착제의 전단물성을 확인하기 위해 환경챔버를 이용하여 $-150^{\circ}C$의 저온에서 단일 겹치기 실험(single lap joint test)을 진행하였다. 또한, DCB(double cantilever beam) 실험을 통해 파괴인성을 측정하였다. 그 결과, 극저온에서 일반 메타 아라미드 나노섬유에 비해 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 보강한 접착제 시편이 우수한 계면특성으로 인해 물성이 크게 향상되었음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권2호
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• pp.343-351
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• 1998

This paper was investigated degradation of the fracture toughness caused by sensitizing heat-treatment of the cryogenic structural material JN1 base metal using unloading compliance method reported as useful a method in evaluating the elastic-plastic fracture toughness at cryogenic temperature. The specimens used in this paper were 20% side-grooved 0.5T-CT specimens which were machined in the JN1 base metal. Also, to investigate cryogenic fracture toughness of the fusion line region in the JN1 GTA weldments, it was also used 20% side-grooved 0.5T-CT specimens that was machined fusion line to located in the middle of the specimen. The cryogenic fracture toughness values of the JN1 base metal were significantly decreased with increasing the time and temperature of the heat treatment. The fracture toughness value obtained from the fusion line specimen was invalid, but it was lower value than that of the JN1 base metal. Especially, this value was approximately equal with that obtained from the JN1 650.deg. C-5h heat-treated material.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권3호
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• pp.34-45
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• 1995

9%Ni강은 1944년 미국의 INCO(International Nickel Co., Ltd.)에 의해 최초 로 개발된 강도가 높고 용접성이 우수한 강제로서, 특히 극저온에서의 충격 인성이 우수하고 경제적으로도 유리하여 LNG 탱크 소재로서 사용한 실적이 많으며, 그동안 일본이 주축이 되어 강재의 품질개선 및 고능률.고품질의 용접기술 개발 등을 비롯 하여 탱크의 대형화 추세에 따른 안전성 확보를 위한 연구도 계속되고 있다. 이러한 추세에 동참하여 우리나라도 1993년 국산의 9%Ni강을 성공적으로 개발하게 되었고, 그 품질특성에 대해서도 국내외에 발표되었으나 여건이 미비하여 현재 국내에서 건설 중인 탱크의 소재로서는 공급되지 못하였다. 그러나 최근에 개발된 국산 강제는 자체 시험결과 뿐 아니라 외국 유수 연구기관의 시험결과에서도 각종 품질특성이 선진 제품 과 동등 이상으로 우수함이 입증되어, 가까운 장래 건설예정인 국내공사에는 물론 해외에서도 사용될 것으로 기대되고 있다. 따라서 본 해설은 향후 국내외의 LNG 수요 를 고려할 때 대형 저장탱크의 건설이 활발해 질 것으로 전망됨에 따라 9%Ni강의 현황 과 함께 최근 개발된 국산 강재의 용접특성에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.16-23
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• 1997

Stainless steel are widely applicable in various engineering fields for its exellent corrosion and impact ressistance. Austenitic weld metal has some ferrite for preventing solidification cracking by ASME specification. Several family of austenic stainless steel contains varying ferrite contents. But ferrite in austenic stainless steels is adversely affect weld metal toughness and since fully austenic grades are known to have good toughness. Austenic stainless steel has various alloying addition for improving corrosion resistance, impact toughness and solidification crack resistance. The effect of various alloying elements are not found to be clear in present. From this view of point, this study tried to establish the criteria of alloy design for austenic stainless steel by controlling primary solidification mode and clarifying the effect of several alloying elements.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.331-339
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• 2003

Thermo Mechanical Control Process(TMCP) 강재는 열간압연시에 압연 온도를 제어하면서 경우에 따라 압연직후 냉각, 열처리하여 안정된 조직으로 압연, 제조된 강재이다. 본 연구에서는 극후판 TMCP강재의 소재특성과 건축구조용 강재로서의 적합성과 특성을 밝히기 위하여 화학성분 및 조직특성, 내력 및 기계적 특성, 사용성 및 인성, 등으로 분류하여 소재특성과 용접특성을 분석하였다. 실험결과, 대상강재는 극후판에서도 설계기준강도를 만족하고 낮은 탄소당량 ($C_{eq}$) 및 용접갈라짐 감수성조성($P_cm$)과 저항복비 등이 확보되었다. 또한, 기준온도(${\pm}0^{\circ}C$)는 물론 $-60^{\circ}C$의 극저온에서도 충분한 충격흡수에너지값으로 양호한 인성의 소재특성을 나타냈고, 용접부에서도 경화현상이 저감되고, 용접부의 인성 및 내력이 충분한 것으로 나타났다.