Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.27
no.11
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pp.1856-1863
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2003
Overlay model had several advantages to describe hysteretic behavior of material and showed good capability for many engineering materials. However, this model is only applicable to material obeying Masing postulate. Some materials such as 316L stainless steel do not follow Masing postulate and show cyclic hardening(or softening) and strain range dependence. Low cycle fatigue tests of 316L stainless steel at 600$^{\circ}C$ were performed to investigate the characteristics of cyclic behavior of non-Masing material. From all tests cyclic softening was observed. There were differences in elastic limit of hysteresis loop according to applied strain range. To consider these features, modified overlay model was developed. Yield stresses of subelements were divided into isotropic and anisotropic part to describe the non-Masing behavior. The plastic strain range memorization was introduced to consider the strain range dependence. The prediction using modified overlay model showed a good accordance to actual hysteresis loops.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.24
no.9
s.180
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pp.2211-2219
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2000
Near net shape forming of 316L stainless steel powder was investigated under hot isostatic pressing. To simulate densification and deformation of a powder compact in a container during hot isostatic pressing, the constitutive model of Abouaf and co-workers was implemented into a finite element analysis. An optimal design technique based on the design sensitivity was applied to the container design during hot isostatic pressing. The optimal shape of the container was predicted from the desired final shape of a powder compact by iterative calculations. Experimental data of 316L stainless steel powder showed that the optimally designed container allowed precise forming of the desired powder compact during hot isostatic pressing.
Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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2000.04a
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pp.373-378
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2000
The heat resistant material, in service, may experience static loading, cyclic loading, or a combination of two. An experimental study of crack growth behavior of STS 316L austenitic stainless steel under fatigue, and creep-fatigue loading conditions were carried out on compact tension specimens at various tensile hold times. In the crack growth experiments under hold times. In the crack growth experiments under hold time loading conditions, tensile hold times were ranged from 5 seconds to 100 seconds and its behavior was characterized using the $\Delta$K parameter. The crack growth rates generally increase with increasing hold times. However in this material, the trend of crack growth rates decreases with increasing hold times for short hold time range relatively. It is attributed to a decline in the cyclic crack growth rate as a result of blunting at the crack tip by creep deformation. The effect of grain size on the creep behavior of STS 316L was investigated. Specimens with grain size of 30, 65 and 125${\mu}{\textrm}{m}$ were prepared through various heat treatments and they were tested under various test conditions. The fracture mode of 316L changed from transgranular to intergranular with increasing grain size.
Hyunseung Lee;Gangsan Kim;Seungho Han;Man-Sik Kong;Jung-Yeul Yun;Si Young Chang
Journal of Korea Foundry Society
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v.43
no.5
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pp.223-229
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2023
In this study, STS316L produced by a double-melting process involving vacuum induction melting (VIM) and vacuum arc remelting (VAR) was subjected to extrusion and drawing to form a tube and was subsequently electrolytic polished (EP). The grain size of the obtained STS316L without EP was approximately 55 ㎛, with no difference found after EP. The thickness of the EP layer was measured by AES and TEM, showing values of approximately 10 nm and 15 nm, respectively. After EP, the Cr/Fe and CrO/FeO ratios of the passive layer increased from 1.48 to 1.62 and from 2.15 to 2.26, respectively, while the surface roughness decreased significantly from 0.255 to 0.024 ㎛. Consequently, the corrosion rate decreased in both NaCl and HCl solutions after the EP process. Additionally, the amounts of eluted Cr and Fe ions were reduced from 1.2 to 0.8 ppb and 10.3 to 0.8 ppb, respectively. Furthermore, polarization tests revealed that STS316L treated with EP required a lower current density to reach a passive state, indicating that corrosion behavior was retarded.
Hwang Robert S.;Jou Jin-Long;Wang Kai-Hung;Chen Yi-An
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2003.10b
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pp.36-39
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2003
Due to the strength and biocompatibility requirement, the stainless steel SUS 316L is widely used for trauma internal fixation device. SUS 316L can be hardened and strengthened only by cold work. In this work, the material compression test is performed both in laboratory and computer simulation by a FEM analysis software DEFORM to correlate the hardness to strain. This data is then used for preform design and predict the hardness of the finish bone plate forging. Finally, we compared the hardness between the actual forging and computer analysis results. Although the predicted hardness from computer simulation. is 55HV higher than the final forging sample, we can get good compatibility on the hardening tendency of cold forging.
Unlike conventional Eddy Current Test (ECT), Pulsed Eddy Current (PEC) uses a multiple-frequency current pulse through the excitation coil. In the present study, the detection of subsurface cracks using a specially designed probe that allows the detection of a deeper crack with a relatively small current density has been attempted using the PEC technique. The tested sample is a piece of 304 stainless steel (SS304) with a thickness of 30mm. Small electrical discharge machining (EDM) notches were put in the test sample at different depths from the surface to simulate the subsurface cracks in a pipe. The designed PEC probe consists of an excitation coil and a Hall sensor and can detect a subsurface crack as narrow and shallow as 0.2 mm wide and 2 mm deep. The maximum distance between the probe and the defect is 28 mm. The peak amplitude of the detected pulse is used to evaluate the cracks under the sample surface. In time domain analysis, the greater the crack depth the greater the peak amplitude of the detected pulse. The experimental results indicated that the proposed system has the potential to detect the subsurface cracks in stainless steel plates.
Development of lightweight implant plates are important to reduce the stress shielding effect for a prosthesis of femur bone fractures. Stainless steel (SS-316L) is a widely used material for making implants. Stress shielding effect and other issues arise due to the difference in mechanical properties of stainless steel when compared with bone. To overcome these issues, composite materials seem to be a better alternative solution. The comparison is made between two biocompatible composite materials, namely Ti-hydroxyapatite and Ti-polypropylene. "Titanium (Ti)" is fiber material while "hydroxyapatite" and "polypropylene" are matrix materials. These two composites have Young's modulus closer to the bone than stainless steel. Besides the variety of bones, present paper constrained to femur bone analysis only. Being heaviest and longest, the femur is the most likely to fail among all bone failures in human. Modelling of the femur bone, screws, implant and assembly was carried out using CATIA and static analysis was carried out using ANSYS. The femur bone assembly was analyzed for forces during daily activities. Ti-hydroxyapatite and Ti-polypropylene composite implants induced more stress in composite implant plate, results less stress induced in bone leading to a reduction in shielding effect than stainless steel implant plate thus ensuring safety and quick healing for the patient.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.15
no.1
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pp.39-45
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2004
A 12-cell PEMFC stack was fabricated using the TiN-coated 316 stainless steel bipolar plates as substitute for the expensive and brittle graphite bipolar plates. Open cirtuit voltage and the maximum power of the stack was 12.08 V and 1.197 kW (199.5 A @ 6 V), respectively. Volumetric and gravimetric power density of the stack was calculated to be 373 W/L and 168 W/kg, respectively. Performance of each cell was quite uniform initially while degraded at a singnificantly different rate. During the 1,000 hr-operation at a constant load of 48 A, stack voltage decreased from 9.0 to 7.98 V at a degradation rate of 11 %/1,000 hr. However, degradation rate of each cell was in the wide rage from 1.2 to 31 %/1,000 hr.
Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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2000.10a
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pp.42-46
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2000
In this paper, joints of Cu-1Cr-0.1Zr alloy to STS316L were performed by friction welding method. Cu-1Cr-0.1Zr alloy is attractive candidate as nuclear power plant material and exibit the best combination of high sts good electrical and thermal conductivity of any copper alloy examined. The stainless steel is a structural material who alloy acts as a heat sink material for the surface heat flux in the first wall. So, in this paper, not only the develop optimizing of friction welding with more reliability and more applicabililty but also the development of in-process rear quility(such as strength and toughness) evaluation technique by acoustic emission for friction welding of such nuclear component of Cu-1Cr-0.1Zr alloy to STS316L steel were performed.
Direct laser melting(DLM) is promising as a joining method for producing parts for automobiles, aerospace, marine and medical applications. An advantageous characteristic of DLM is that it affects the parent metal very little. The mechanical properties of parts made by DLM are strongly affected by the porosity and surface roughness of the laser melted beads. This is a systematic study of the effects of the porosity and surface roughness of laser melted beads using various processing parameters, such as laser power, scan rate and overlapping ratio of the fill spacing. The specimens were fabricated with 316L and 304L austenitic stainless steel powder. Dense parts with low porosity were obtained at low laser scan speed, as it increased the aspect ratio of the parental material and the depth of penetration. The variations of surface roughness were examined at various processing parameters such as overlapping ratio and laser power.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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