The purpose of the present study is to investigate the influence of thermal debinding and sintering conditions on the sintering behavior and mechanical properties of PIMed 316L stainless steel. The water atomized powders were mixed with multi-component wax-base binder system, injection molded into flat tensile specimens. Binder was removed by solvent immersion method followed by thermal debinding, which was carried out in air and hydrogen atmospheres. Sintering was done in hydrogen for 1 hour at temperatures ranging from 1000℃ to 1350℃ The weight loss, residual carbon and oxygen contents were monitored at each stage of debinding and sintering processes. Tensile properties of the sintered specimen varied depending on the densification and the characteristics of the grain boundaries, which includes the pore morphology and residual oxides at the boundaries. The sinter density, tensile strength (UTS), and elongation to fracture of the optimized specimen were 95%, 540 MPa, and 53%, respectively.
Xiong, Yida;Watanabe, Yutaka;Shibayama, Yuki;Zhong, Xiangyu;Mary, Nicolas
Nuclear Engineering and Technology
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제54권9호
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pp.3215-3224
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2022
Latest studies found that for 316LN austenitic stainless steel (ASS), its LCF life decreased noticeably in high temperature water containing a great amount of dissolved oxygen (DO) (2 ppm DO), compared with that in the water containing 50 or 100 ppb DO. This finding is different from previous studies about ASSs. This study confirmed that the 316L had similar behavior to 316LN. The LCF life of 316L in water containing 1000 ppb DO water was considerably shorter than that in the water containing 50 ppb DO. Addition of boric acid & lithium hydroxide and pre-soaking did not display noticeable effects on the LCF life of this material in the water with 1000 ppb DO, indicating the discrepancy between the latest studies and previous studies was not caused by the boric acid & lithium hydroxide and pre-soaking. This study also confirmed that similar to 316LN, when a certain amount of DO was added into the water, the amount of hydrogen absorbed into the material decreased significantly compared with that when the DO was less than 5 ppb.
The creep rupture data for type 316LN stainless steels were collected through literature survey or experimental data produced in KAERI. Using these data, polynomial equations for predicting creep life were obtained by Larson-Miller (L-M), Orr-Sherby-Dorn (O-S-D) and Manson-Haferd (M-H) etc. time-temperature parametric (TTP) methods. Standard error of estimate (SEE) values for the each parameter was obtained with different temperatures through the statistical process of the creep data. The results of L-M, O-S-D and M-H methods showed good creep-life prediction, but M-H method showed better agreement than L-M and O-S-D methods. Especially, it was found that SEE values of M-H method at $700^{\circ}C$ were lower than that of L-M and O-S-D methods.
A number of creep rupture data for type 316LN stainless steels were collected through literature survey or experimental data produced in KAERI. Using these data, polynomial equations for predicting creep life were obtained by Larson-Miller (L-M), Orr-Sherby-Dorn (O-S-D) and Manson-Haferd (M-H) parameters using time-temperature parametric (TTP) methods. Standard error of estimate (SEE) values for the each parameter was obtained with different temperatures through the statistical process of the creep data. The results of L-M, O-S-D and M-H methods showed good creep-life prediction, but M-H method showed better agreement than L-M and O-S-D methods. Especially, it was found that SEE values of M-H method at $700^{\circ}C$ were lower than that of L-M and O-S-D methods.
The pitting behaviours of 304L and 316L stainless steels were investigated at $3^{\circ}C$ to $90^{\circ}C$ in 1 M solutions of NaCl, NaBr and NaI by potentiodynamic polarization. The temperature dependences of the pitting potential varied according to the anion, being near linear in bromide but exponential in chloride. As a result, at low temperatures grades 304L and 316L steel are most susceptible to pitting by bromide ions, while at high temperatures both stainless steels were more susceptible to pitting by small chloride anions than the larger bromide and iodide. Thus, increasing temperature appears to favour attack by smaller anions. This paper will attempt to rationalise both of the above findings in terms of the point defect model. Initial findings are that qualitatively this approach can be reasonably successful, but not at the quantitative level, possibly due to insufficient data on the mechanical properties of thin passive films.
In a polymer membrane fuel cell stack, the bipolar plate is a key element because it accounts for over 50% of total costs of the stack. In order to lower the cost of bipolar plates, 316L stainless steels coated with nitrides such as TiN and CrN by physical vapor deposition were investigated as alternative materials for the replacement of traditional brittle graphite bipolar-plates. For this purpose, interfacial contact resistances were measured and electrochemical corrosion tests were conducted. The results showed that although both TiN and CrN coatings decreased the interfacial contact resistances to less than $10m{\Omega}{\cdot}cm^2$, they did not significantly improve the corrosion resistance in simulated polymer electrolyte membrane fuel cell environments. A CrN coating on 316L stainless steel showed better corrosion resistance than a TiN coating did, indicating the possibility of using modified CrN coated metallic bipolar plates to replace graphite bipolar plates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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