In this study, we investigate the variation in microstruture and mechanical property of austenitic 316L stainless steel during long-term material degradation. To simulate the material degradation, the AISI 316 steel was exposed to accelerate under a temperature of 600℃ for up to 10000 hours at each predetermined heat treatment time. As the long-term material degradation time increase, the grain shape was changed from polygonal grains with annealing twins to circular grains. Most twins distributed uniformly interior of grains are recovered and disappered with long-term material degradation. Also, the δ ferrite along grain boundaries decomposed and transformed into the σ phase resulting in decrease of elongation of austenitic 316L stainless steel.
This study has been carried out to the low temperature plasma nitriding treatment on the mechanical properties of stainless steel at temperature range between $400^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$. It was found that there was precipitated to free CrN matrix below $400^{\circ}C$ and there was precipitated S-phase of STS 316L, ${\varepsilon}$-phase of STS 409L and ${\alpha}N$-phase of STS 420J2. STS 316L has formed relatively abundant CrN phase and ${\gamma}^{\prime}-Fe_4N$ phase at $500^{\circ}C$, alternatively STS 409L and STS 420J2 were more deeply nitrided than STS 316L at $500^{\circ}C$.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제15권4호
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pp.22-28
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1991
The crevice corrosion behavior on austenitic AISI 304 and 316L stainless steel welded by TIG, MIG, $CO_2$ and SMA was studied. The results are as follows : In 10% $FeCl_3$ solution and natural sea water sampled near Mokpo port, the base metal of 304 stainless steel showed small amount corrosion, whereas 316L stainless steel did not showed any corrosion in the test periods. The weight loss caused by crevice corrosion increased with increasing weld heat input and residual .delta. ferrite formed in welded part. The corrosion resistance of the welded part was in the order of TIG, MIG, $CO_2$ and SMA. From this tendency, it is proved that the smaller heat input gives the better corrosion resistance.
High-temperature design evaluations were conducted on Type 316L stainless steel piping for a 700 ℃ large-capacity thermal energy storage verification test loop (TESET) under construction at KAERI. The hot leg piping with sodium coolant at 700 ℃ connects the main components of the loop heater, hot storage tank, and air-to-sodium heat exchanger. Currently, the design rules of ASME B31.1 and RCC-MRx provide design procedures for high-temperature piping in the creep range for Type 316L stainless steel. However, the design material properties around 700 ℃ are not available in those rules. Therefore, a number of material tests, including creep tests at various temperatures, were conducted to determine the insufficient material properties and relevant design coefficients so that high-temperature design on the 700 ℃ piping may be possible. It was shown that Type 316L stainless steel can be used in a 700 ℃ high-temperature piping system of Generation IV reactor systems or a renewable energy systems, such as thermal energy storage systems, for a limited operation time.
316L stainless steels have been widely used in many engineering fields, because of their high corrosion resistance and good mechanical properties. However, welding or aging treatment may induce intergranular corrosion and stress corrosion cracking etc. Since these types of corrosion are closely related to the formation of chromium carbide in grain boundaries, the alloys are controlled by methods such as the lowering of carbon content, solution heat treatment. This work focused on the intergranular corrosion mechanism of slightly-sensitized and Ultrasonic Nano-crystal Surface Modification (UNSM)-treated 316L stainless steel. Samples were sensitized for 1, 5, and 48 hours at $650^{\circ}C$ in $N_2$ gas atmosphere. Subsequently UNSM treatments were carried out on the surface of the samples. The results were discussed on the basis of the sensitization by chromium carbide and carbon segregation, the residual stress and grain refinement. Even though chromium carbide was not precipitated, the intergranular corrosion rate of 316L stainless steel was drastically increased with aging time, and it was confirmed that the increased intergranular corrosion rate of slightly-sensitized (not carbide formed) 316L stainless steel was due to the carbon segregation along the grain boundaries. However, UNSM treatment improved the intergranular corrosion resistance of aged stainless steels, and its improvement was due to the reduction of carbon segregation and the grain refinement of the outer surface, including the introduction of compressive residual stress.
This research work aims to investigate the effect of the aerobic bacterium, Pseudomonas aeruginosa on the mechanical and electrochemical properties of the 316L stainless steel and α-brass. These properties of both the alloys were determined after 7 days of exposure to the controlled and inoculated media at 37℃. The microstructural and electrochemical test results revealed the deleterious effects of Pseudomonas aeruginosa. After exposure to the inoculated medium, the scanning electron microscopy (SEM) results showed the larger pitting and formation of relatively dense biofilm on α-brass compared to 316L stainless steel. The tensile strength and hardness of 316L stainless steel were slightly affected after exposure to the controlled and inoculated media. After exposure to the controlled medium and inoculated media, the tensile strength of the α-brass was least affected but a significant decrease in the hardness (from 165 HV to 124 HV) was observed due to the severe attack induced by the Pseudomonas aeruginosa. Similarly, the open-circuit potential of the 316L stainless steel in the inoculated medium was measured to be less active (-410 mV vs Ag/AgCl) than α-brass (-550 mV vs Ag/AgCl). In the inoculated medium, potentiodynamic polarization curves confirmed the severe attack of Pseudomonas aeruginosa on α-brass (7.15 × 10-2 mm/year) compared to 316L stainless steel which registered a corrosion rate of 5.14 × 10-4 mm/year.
We investigated the fatigue crack propagation of base metal, weld metal and heat attected zone in 316L stainless steel. And we analysed acoustic emission signals during the fatigue test by time-frequency analysis method. The specimens of weld metal and HAZ had longer fatigue life and slower rate of crack propagation better than base metal. And as a result of time-frequency was 200-300 kHz was obtained by fatigue crack propagation and 500 kHz was obtained by dimple and separate of inclusion.
Stainless steel has widely been used in various industrial fields because it has high corrosion resistance. But, we have little design data about the creep life prediction of SUS316L stainless steel. Therefore, in this study, a series of creep tests and study on them under 16 constant stress and temperature combined conditions have been performed to get the creep design data and life prediction of SUS316L stainless steels and we have gotten the following results. First, the stress exponents decrease as the test temperatures increase. Secondly, the creep activation energy gradually decreases as the stresses become bigger. Thirdly, the constant of Larson-Miller parameters on this alloy is estimated about 10. And last, the creep rupture fractographs show the intergranular ductile fracture with many dimples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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