In this paper the effect of stress ratio on the fatigue crack growth rate of aluminum alloy A5083-O was examined. The fatigue tests were carried out using CCT (center cracked tension) specimens and CT(compact tension) specimens which were subjected to 0.5 and -1.0 stress ratio respectively. The obtained results are as follows; 1) The $\DeltaK_{th}$ as the function of stress ratio R was introduced in evaluating the fatigue crack growth rate of A5083-O. 2) A new model evaluating the effect of stress ratio on the fatigue crack growth rate was developed over the region of low and high propagation rate.
Purpose: Automatic dental prosthesis manufacturing process was accelerated by the spread of dental CAD / CAM system. The CAD / CAM system with milling alloys were needed supplement. So, sintered alloy blocks were introduced. In this study, we want to study sintered alloy block. And to evaluate the alloy block manufacture and alloy properties. Methods: The alloy powders were prepared by high pressure water dispersion method. The sintered alloy blocks were prepared by low temperature pressing method. Their components observation were EDX, and the alloy structure was observed by XRD. Results: Co-Cr alloy powders were observed to have a circle shape with an average diameter of about $100{\mu}m$ and a Ni-Cr alloy powder had a circle shape with an average diameter of about $50{\mu}m$. The Co-Cr alloy block is composed of Co (34.62 wt%), Cr (17.33 wt%), Mo (2.98 wt%), Si (0.36 wt%) and C (44.17 wt%). The Ni-Cr alloy powder was composed of Ni (40.29 wt%), Cr (19.37 wt%), Mo (3.53 wt%), Si (0.52 wt%) and C (33.18 wt%). The peak of the Co and CoCr peaks were observed in the CoCr alloy body by the means of XRD study. Cr2Ni3 of the peak was observed in the Ni-Cr alloy material. Conclusion : As a result, the following conclusions were obtained. 1. Prepared by high-pressure water-law Co-Cr alloy powder has an average diameter $100{\mu}m$, Ni-Cr alloy powder was found to have the form of sphere having an average diameter $50{\mu}m$. 2. Co-Cr alloy and Ni-Cr alloy block produced by low-temperature processing showed a certain ratio. 3. In the XRD study, Co phase appeared in Co-Cr alloy block after sintering. and Cr2Ni3 phase appeared in Ni-Cr alloy block after sintering.
The physical and mechanical properties and formability of sheet metals depend on preferred crystallographic orientations (texture). In this research work, the texture development and formability (plastic strain ratios) of AA1050 Al alloy sheets after 3 and 10 passes of asymmetric rolling and subsequent heat treatment were investigated. The plastic strain ratios of 10 passes asymmetrically rolled and subsequent heat treated samples are 1.3 times higher than those of the initial AA1050 Al alloy sheets. The ${\Delta}r$ of 10 passes of asymmetrically rolled and subsequent heat treated samples is 1/30 times lower than those of the initial AA1050 Al alloy sheets. The plastic strain ratios of 10 passes of asymmetrically rolled and subsequent heat treated Al sheets are higher than those of 3 passes ones. These results could be attributed to the formation of $\gamma$-fiber, ND//<111>, and the other texture components by means of asymmetric rolling in Al sheets.
Al-Cu-Mn 주조합금의 피로성질에 미치는 Cd 첨가의 영향을 저주기 및 고주기 피로시험을 통하여 조사하였다. Cd 첨가량이 증가함에 따라 피로수명이 증가하였으며, 인장강도도 증가하였다. 고주기 피로시험결과 피로강도는 115MPa이었으며 피로비는 0.31이었다. 피로시험 결과 균열이 표면에서 발생하여 입계를 따라 전파되었는데 이러한 입계파괴는 입계를 따라 존재하는 무석출대의 영향으로 생각된다. 인장강도값은 Cd이 첨가되지 않았을 경우 330MPa이었으나 0.15%의 Cd이 첨가됨으로써 401MPa 까지 증가되었다.
Shape memory alloy has been used to improve the tensile strength of composite by the occurrence of compressive residual stress in matrix using its shape memory effect. In order to fabricate shape memory alloy composite, TiNi alloy fiber and Al2024 sheets were used as reinforcing material and matrix, respectively. In this study, TiNi/Al2024 shape memory alloy composite was made by using hot press method. In order to investigate bonding condition between TiNi reinforcement and Al matrix, the micro-structure of interface was observed by using optical microscope and diffusion layer of interface was measured by using Electron Probe Micro Analyser. And the mechanical properties of composite with three parameters(volume fraction of fiber, cold rolling amount and test temperature) were obtained by tensile test. The most optimum bonding condition for fabrication the TiNi/Al2024 composite material was obtained as holding for 30min. under the pressure of 60MPa at 793K. The strength of composite material increased considerably with the volume fraction of fiber up to 7.0%. And the tensile strength of this composite increased with the reduction ratio and it also depends on the volume fraction of fiber.
Melt-extrusion process, a metallic melt poured and solidified up to semisolid state in the container can be directly extruded through the die exit to form a product of bar shape without other intermediate processes. In this study, the fabrication characteristics of the process were evaluated with various process parameters, such as preheating temperature of extrusion dies, extrusion temperature and extrusion ratio. AI-Cu alloys were successfully extruded after squeezing out of liquid during melt-extrusion with smaller force compared to the solid extrusion. Soundly AI-Cu alloy bar was fabricated at the preheating temperature of $500{\sim}520^{\circ}C$. The range of extrusion temperature for soundly melt-extruded AI-Cu alloy bar was increased with increasing extrusion ratio. Mechanical properties of melt-extruded AI-Cu alloy bars were found change with Cu content of the melt-extruded bars due to the occurrence of segregation. The various extrusion temperature yielded equiaxed structure with a grains size about 200 ${\mu}m$.
Ran Feng;Tao Yang;Zhenming Chen;Krishanu Roy;Boshan Chen;James B.P. Lim
Steel and Composite Structures
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제46권3호
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pp.353-366
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2023
This paper presents a finite-element analysis (FEA) of aluminum alloy rectangular hollow sections (RHSs) and square hollow sections (SHSs) with circular through-openings under three-point and four-point bending. First, a finite-element model (FEM) was developed and validated against the corresponding test results available in the literature. Next, using the validated FE models, a parametric study comprising 180 FE models was conducted. The cross-section width-to-thickness ratio (b/t) ranged from 2 to 5, the hole size ratio (d/h) ranged from 0.2 to 0.8 and the quantity of holes (n) ranged from 2 to 6, respectively. Third, results obtained from laboratory test and FEA were compared with current design strengths calculated in accordance with the North American Specifications (NAS), the modified direct strength method (DSM) and the modified Continuous strength method (CSM). The comparison shows that the modified CSM are conservative by 15% on average for aluminum alloy RHSs and SHSs with circular through-openings subject to bending. Finally, a new design equation is proposed based on the modified CSM after being validated with results obtained from laboratory test and FEA. The proposed design equation can provide accurate predictions of flexural capacities for aluminum alloy RHSs and SHSs with circular through-openings.
The milling and particulate characteristics of Al alloy-$Al_2O_3$ powder mixtures for a reaction-bonded $Al_2O_3$ (RBAO) process were studied. A commercially available prealloyed Al powder with Zn, Mg, Cu and Cr alloying elements (7475 series) was mixed with a calcined sinter-active $Al_2O_3$ powder and then milled in centrifugal milling equipment for ~48 hrs. The Al alloy-$Al_2O_3$ powder mixtures after milling were characterized and evaluated in various ways to reveal their particulate characteristics during milling. The milling efficiency of the Al alloy increased with a longer milling time. Comminution of the Al alloy particles started with its elongation, showing a high aspect ratio. With a longer milling time, the elongated Al alloy particle changed in terms of its shape and size, becoming equiaxially fine particles. Regardless of the milling efficiency of the Al alloy particles, all of the Al alloy particles repeatedly experienced strong plastic deformation during milling, giving rise to higher density of surface defects, such as microcracks, and leading to higher residual microstress within the Al alloy particles. The chemical reactions, oxidation behavior and hydration behavior of the Al alloy particles and the hydrolysis characteristics of their reaction with the environment were also observed during the milling process and during the subsequent powder handling steps.
Feature size of Cu interconnects keep shrinking into several tens of nanometer level. For this reason, the Cu interconnects face challenging issues such as increase of electro-migration, line-width dependent electrical resistivity increase, and gap-filling difficulty in high aspect ratio structures. As the thickness of the Cu film decreases below 30 nm, the electrical resistivity is not any more constant, but rather exponential. Research on alloying with other elements have been started to inhibit such escalation in the electrical resistivity. A faint trace of Al added in Cu film by sputtering was reported to contribute to suppression of the increase of the electrical resistivity. From an industrial point of view, we introduced cyclic metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) in order to control Al concentration in the Cu film more easily by controlling the delivery time ratio of Cu and Al precursors. The amount of alloying element could be lowered at level of below 1 at%. Process of the alloy formation was applied into gap-filling to evaluate the performance of the gap-filling. Voidless gap-filling even into high aspect ratio trenches was achieved. In-depth analysis will be discussed in detail.
The relationship between effective permeability and the remanence ratio of an Fe-based amorphous alloy (Metglas 2605S3A) is investigated over a wide frequency range, in an effort to understand magnetization behavior of the alloy. In the frequency range from 1 to 200 kHz, the permeability is maximum at the remanence ratio of 0.4-0.5 and, at frequencies over 500 kHz, the correlation with negative coefficients emerges indicating that the permeability decreases with the remanent ratio, except for the ribbon coated with an insulating layer of MgO which exhibits both high values of the effective permeability and remanence ratio. It is considered from the correlation results that the boundary at which the dominant magnetization mechanism changes from domain wall motion to spin rotation is near 500 kHz. The core loss is also investigated as a function of annealing time when the samples are annealed at a fixed temperature of $435^{\circ}C$. The core loss in most cases decreases with the annealing time, the degree of the loss may consist of the hysteresis loss and anomalous eddy current loss. The two loss components are considered to be of similar magnitudes at low frequencies while, at high frequencies, the dominant contribution to the total loss is the anomalous loss.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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