본 연구에서는 구조용강재의 샤르피 충격시험(Charpy Impact Test)을 통해 저온에서의 충격 인성(Impact Toughness) 평가를 실시하여 사용 가능 온도를 파악함으로써 강재의 극한지 적용성을 검토하였다. 본 시험에 사용된 강재는 용접구조용강 중 현재 가장 널리 쓰이는 강종인 SM490B와 TMCP (Thermo-Mechanical Control Process)법에 의해 제조된 고강도 강재인 SM570-TMC이다. 또한, 본 시험결과와의 비교를 위해 남극 세종기지 건설시 사용실적이 있는 일반구조용강인 SS400에 대해서도 시험을 수행하였다. 대부분의 강구조물은 용접에 의해 제작되므로, 강재의 극한지 적용성 검토를 위해 용접시험판을 제작하여 모재(Base Metal), 용접금속(Weld Metal) 및 열양향부(Heat Affected Zone)에 대해서 충격시험을 실시하였다. 단, SS400의 경우에는 용접구조용강재가 아니므로 모재에 대해서 충격시험을 실시하였다. 대상 강재의 샤르피 충격시험을 통해서 저온에서의 충격흡수에너지 값을 구하고 이를 강재의 항복응력에 따른 충격흡수에너지의 기준값과 비교함으로써 강재의 사용온도를 결정하였으며, 이를 통해서 구조용강재의 극한지 적용성을 검토하였다.
세균이 세포내 공생하는 xD strain과 모 세포주인 tD strain Amoeba proteus의 열충격 대응의 차이를 알아 보기 위하여 방사선 동위원소로 표지된 아미노산을 Ca2+_less Chalkley's 용액에서 음작용 경로를 통하여 90분 동안 흡수하게 하고, 저온 및 고온 스트레스에 대하여 새로 합성되는 스트레스 대응 단백질의 양상을 1, 2차원 전기영동 및 자기방사 사진법에 의해서 비교하였다 저온(10"C) 충격에 대응하여 아메바는 두 strain 모두 56.0 kDa, pl 6.0 단백질을 강하게 발현하였으며, xD strain에서는 tD strain과 달리 저온 충격 초기에 66 0 kDa, pl 5.5 단백질의 발현이 중단되었다. 한편 고온(33"C) 열충격에 대하여 두 strain 아메바에서 모두 10여종의 단백질이 새합성되는 것으로 확인되었으며, tD 아메바에는 이들 단백질의 새합성이 완만하게 이루어지는데 비하여 xD 아메바에서는 그중 66.0 kDa 단백질이 고온 대응 단백질로서 신속하게 새합성되는 것으로 나타났다. 이외에도 2차원 전기 영동 분석을 통하여 열충격에 의해서 발현이 촉진되는 다수의 단백질들을 탐지하였다 탐지된 아메바의 열충격 단백질은 분자량에 따라 hsp100군 2종, hsp90군, 3종, hsp70군 및 hsp60군 각 1종, 그리고 small csp군 4종으로 분류해 볼 수 있었다 두 분석의 결과를 종합해 보면 tD 아메바에는 저온 및 고온 충격에 대하여 열충격 단백질의 합성이 완만하게 상승하는 데 비하여 xD strain에서는 신속하게 이루어졌다. 이상의 결과로 보아 아메바의 세포내 공생 세균은 숙주의 열충격 대응기작에 변화를 야기한 것으로 판단된다한 것으로 판단된다. 10mg과 20mg의 estrogen 처리구 사이에 유두 직경, 길이 그리고 용적의 증가량에 있어서는 차이가 없었다. 10mg 및 20mg의 estrogen 처리는 초발정일령을 각각 20일 및 124일 단축시켰다. 전체적으로 이러한 결과는 송아지에 estradiol의 삽입은 성장과 유선 발달을 촉진시키고 초발정일령을 단축시킬수 있다는 것을 강력하게 지적한다. 일치하지 않으므로 더욱 정밀한 조사를 실시하여 분류학상의 위치를 정확히 밝혀 볼 필요가 있을 것으로 생각되었다.연한 도구이자 정신활동으로 보게함으로써, 주제 및 연구방법에서 획일성보다 다양성과 창조성이 강조되고 있다. 그리고 연구에 있어서 주제 의 다양성을 통해 보다 현실생활에 밀접하게 연결되어야 할 필요성은 학문이나 과학의 사회 성에 대한 새로운 인식을 가져다 주고 있다. 이러한 지리교육과정의 좌표의 변화된 측면들 을 고려하여, 지리교육과정의 새로운 방향은 다음의 세가지로 모색될 수 있다. 첫째, 爭點中 心 地理敎育課程이다. 사회쟁점에 대한 접근은 쟁점의 이해와 문제해결에의 지리적 관점의 활용을 통해 학습내용의 시사성과 사실성을 높힐 수 있다. 이때 문제해결능력을 통해 현대 시민의 자질 및 능력을 기를 수 있음은 물론, 다른 한편으로 실제세계 즉 학생의 실생활, 사 회, 국가, 세계에서 일어나는 일들과의 관련성을 갖게 함으로써, 내적 동기화와 외적인 자극 을 강력하게 결합할 수 있을 것이다. 이는 개인적 유관적합성과 사회적 유관적합성을 동시 에 확보하는 데 유리할 것이다. 둘째, 思考中心 地理敎育課程이다. 지리교육은 학생들을 지 식 및 기능의 숙달자가 되도록 할 것이 아니라 기본적 문장해독력의 수준을 넘어 능력있는 사고자로 길러내는 것을 목표로 하여야 한다.
고강도강의 용접성은 저온균열 저항성으로 대변되는데, TMCP강과 HSLA강 등이 개발되면서 고강도강의 저온균열저항성이 크게 향상되어 무예열 용접성이 확보되었다. 그러나 용접재료 측면에서는 그에 상응하는 재료의 개발이 지연되어 용착금속부에서의 저온균열이 심각한 문제로 대두되고 있는 실정이다. 이러한 문제는 800 MPa급인 HY-100강재를 HSLA-100강으로 대체하는 과정에서 현실적인 문제로 제기 되었다. 즉 HSLA강은 용접 예열이 필요치 않았으나 기존의 용접재료, 즉 HY-100 강재에 사용하던 용접재료를 사용하게 되면 용착금속부에서 저온균열이 발생하여 용접예열을 생략할 수 없다는 판단에 이르게 되었던 것이다. 이에 본 연구의 목적은 HSLA-100강을 무예열 용접할 수 있는 GMA 용접와이어 개발하는 것이며, 구체적인 개발 목표는 무예열 용접조건에서 800 MPa 이상의 인장강도를 가지며 $-50^{\circ}C$에서의 충격인성이 50 J 이상인 GMA 용접와이어 개발하는 것이다. 이러한 용접재료를 합금설계함에 있어 무예열 용접성을 확보하기 위하여 용접재료의 탄소함량을 0.01% 수준으로 하고, 용착금속의 인장강도와 저온 충격치에 미치는 Mn과 Mo 함량의 영향을 검토하고 각각의 조성을 실험계획법으로 확정하였다. 그리고 확산성수소량에 따른 저온균열 발생 여부를 확인하여 무예열용접성을 확보하기 위해서는 확산성수소량이 3ml/100g 이하가 되어야 한다는 사실을 실험적으로 확인하였다. 그리고 이를 달성하기 위해서는 원자재인 와이어로드의 표면 품질이 중요하다는 사실도 확인할 수 있었다. 다음으로는 실험계획법에 의거하여 선정된 합금조성의 신뢰성을 검증하기 위하여 800kg 중량의 시제품을 생산하였으며, 생산된 시제품에 대해서는 실험계획법에서 사용한 Ar+5%CO2외에도 Ar+20%CO2를 적용하여 보호가스의 영향을 검토하였다. 검토 과정에서 Ar+20%CO2용으로 사용하기 위해서는 용접재료의 Si 및 Mn 함량이 상향조정되어야 함을 확인할 수 있었다. 그리고 탄소함량을 0.05% 수준으로 증가시키면 Mo 함량을 크게 저하시킬 수 있음도 확인할 수 있었다. 이러한 과정을 거쳐 개발된 GMA 용접재료는 무예열 용접조건에서 저온균열이 발생하지 않았으며, 인장강도는 830 MPa이었으며 $-50^{\circ}C$에서의 충격치는 90 J 이상이었다.
범용 수지로서 널리 사용되고 있는 폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 결정성 열가소성 폴리올레핀으로 상업적으로는 1957년에 최초로 생산되어졌다. 한편, ethylene-propylene-diene terpolymer(EPDM)는 1963년에 시판된 이래 내구성, 절연성, 화학적 저항성 등 우수한 성질을 가지고 있는 재료로 알려져 있으며, 특히 PP의 저온 내충격성을 향상하기 위해서 주로 사용되었다. (중략)
나일론 6은 우수한 내마모성 및 내약품성의 장점을 가지고 있으나 내열성 및 저온 내충격성이 취약하여 타이어 코드와 같은 산업용 소재로 도입할 경우 많은 문제점이 있다 따라서 이러한 문제점을 개선시키려는 연구가 활발히 진행되고 있으며 그 중에서도 나일론 6의 내충격성을 향상시키기 위한 방법으로 나일론 매트릭스 내에 고무상의 물성을 갖는 고분자를 분산상으로 도입한 연구[1]가 있으며, 최근에는 고무상의 물성을 갖는 고분자 대신에 나일론의 분자 구조와 유사한 열가소성 탄성체를 도입한 연구가 있다. (중략)
탄소섬유가 중앙에 적층된 풍력발전용 블레이드 소재인 탄소 유리섬유 하이브리드 복합재료가 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)공법을 이용하여 제작되었다. 아이조드 충격시험법을 이용하여 온도, 하이브리드화 비율 그리고 노치에 대한 충격강도의 영향을 연구하였다. 온도 감소 및 탄소섬유의 증가에 의해 충격강도는 감소하는 경향을 보였으며, 노치에 의해 하이브리드 복합재료는 약 $25{\sim}30$%가량의 충격강도 감소를 보였다. 그러나 단일 탄소섬유 복합재료의 경우 노치민감도는 없었으며, 이에 소량의 유리섬유 첨가로 인해 하이브리드화 하였을 경우 충격강도 향상 및 저온 충격강도 안정성을 확보 할 수 있었다.
Bacillus subtilis에 존재하는 DEAD-box RNA helicase 유전자의 결손이 저온 충격에 민감성을 보이는지를 조사하였다. 저온 충격에 민감한지를 알아 보기 위하여 대수기에($O.D_{600}$=0.5-0.6) 있는 세포를 $15^{\circ}C$도 낮추어 저온충격을 가하여 생장하는 정도를 조사하였다. DEAD-box RNA helicase 유전자 ydbR, yfmL, yqfR, deaD의 결손 균주들이 저온충격을 가하였을 때 ydbR 결손 균주의 생장이 야생형 균주에 비해 5배 정도 현저히 감소하였으나, 다른 DEAD-box RNA helicase 유전자의 (yfmL, yqfR, deaD) 결손은 야생형 균주와 비슷한 생장을 보였다. 저온에서의 유전자 발현을 알아보기 위하여 Northern blot으로 mRNA 양을 알아본 결과 $37^{\circ}C$에 비해 $15^{\circ}C$에서 ydbR과 yqfR의 mRNA전사물 증가를 확인할 수 있었고, 반면에 yfmL과 deaD의 전사 증가는 관찰되지 않았다. $37^{\circ}C$에서 $15^{\circ}C$로 저온 충격을 가하면 ydbR mRNA 양의 뚜렷한 증가를 확인하였고, 전사 억제제인 rifampicin를 처리하여 ydbR mRNA의 양을 조사하였을 때 $15^{\circ}C$ 조건에서는 mRNA 양이 거의 유지하는 반면에 $37^{\circ}C$ 조건에서는 급격한 mRNA의 감소가 일어나 전사과정에서 유도되기 보다는 전사 후 전사물의 안정에 기인하는 것으로 보인다. 이와 관련하여 ydbR 유전자의 5' UTR (untranaslated region) 부근에서 csp (cold shock protein) 유전자에서 관찰되는 cold box element를 확인하였고, ydbR이 저온 충격 조건에서 발현되는 과정이 csp와 유사하게 전사물의 안정성에 기인함을 알 수 있었다.
The characteristics of low temperature impact toughness and stress corrosion resistance at boiling MgCl$_2$ solution of GTA and SMA weld of duplex stainless steels have been investigated. The impact toughness was highest at the GTAW weld metal and lowest at the SMAW weld, which was almost the same as that of the SMAW heat-affected zone. This was attributable to influence of austenite-ferrite phase balance, and the degree and nature of precipitation that occurred during welding. The SCC resistance of the weldments was slightly higher than that of the base metal, whereas no difference in the SCC resistance was found between two different weldments.
최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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