• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1552-1560
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• 1990

본 연구에서는 로터강(Cr-Mo-V 강)과 저탄소합금강(A517-F강)의 CT시험편을 대상으로 한 고온피로 시험결과를 토대로 차원해석법을 도입시켜 고온하의 균열성장률 을 유도한 다음 온도(T)와 응력확대계수범위(.DELTA.K,T)인 아레니우스 형태의 식을 유도하 였다.그리고 유도된 균열 성장 법칙을 파리스식과 비교 검토하여 본 연구에서 유도 된 이 균열성장법칙의 타당성을 검토하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.111-111
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• 2018

ASTM A387-Gr.91 강은 우수한 고온 강도, 크리이프 저항성 그리고 내산화성 등으로 인해 화력 및 바이오매스 발전 시설과 같은 고온 설비의 구조재료로 널리 사용되고 있다. 고온 환경에서 높은 강도는 탄화물과 탄질화물에 의한 석출강화가 주 요인으로 작용한다. 열처리 과정에서 Mo, Cr, Mn, 그리고 Fe는 구-오스테나이트 및 마르텐사이트 라스 입계에 $M_{23}C_6$ 탄화물로 석출되며, V, Nb, 및 N은 조직 내부에 미세한 MX 탄질화물로 석출된다. 따라서 합금의 고온 강도는 조직 내 석출물의 개수밀도와 크기에 크게 의존한다. 그러나 적용 환경의 특성 상 고온 노출에 따른 2차상 석출 및 조대화의 조직열화 현상이 발생하며, 이는 재료의 강도를 저하시킨다. 본 연구에서는 ASTM A387-Gr.91 강의 미세조직 열화에 따른 강도저하 및 파괴 양상을 고찰하는데 그 목적을 두었다. 본 연구에서 사용된 ASTM A387-Gr.91 강의 화학성분(wt, %)은 0.1 C, 0.38 Si, 0.46 Mn, 0.25 Ni, 8.38 Cr, 0.93 Mo, 0.18 V, 0.09 Nb, 그리고 나머지는 Fe 이다. 조직열화 및 기계적 강도저하 특성을 평가하기 위한 등온열화는 $650^{\circ}C$의 대기 환경에서 최대 1000시간동안 실시하였다. 열화된 시험편의 미세조직 및 탄화물에 대한 분석은 SEM과 EDS를 이용하여 실시하였다. 그리고 기계적 강도 평가는 인장실험과 비커스 경도시험을 통해 실시하였다. 또한 열화 시간에 따른 파단양상의 변화를 관찰하기 위해 인장시험편의 파단면을 SEM과 EDS를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 열화에 따른 마르텐사이트 라스의 소실, 탄화물의 조대화, 그리고 2차상 석출의 조직 열화현상이 나타났다. 또한 기계적 강도는 조직 열화에 따라 저하되는 경향을 나타냈다.

• 대한치과기공학회지
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• 제36권3호
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• pp.141-147
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• 2014

Purpose: Dental casting #Gr I (Co-25Cr-5Mo-3Sn-1Mn-1Si), #Gr II (Co-25Cr-5Mo-5Cu-1Mn -1Si) and #Gr III (Co-25Cr-5Mo-3Sn-5Cu-1Mn-1Si) master alloys of granule type were manufactured the same as manufacturing processes for dental casting Ni-Cr and Co-Cr-Mo based alloys of ingot type. These alloys were analyzed melting processes with heating time of high frequency induction centrifugal casting machine using infrared thermal image analyzer. Methods: These alloys were manufactured such as; alloy design, the first master alloy manufatured using vacuum arc casting machine, melting metal setting in crucible, melting in VIM, pouring in the mold of bar type, cutting the gate and runner bar and polishing. These alloys were put about 30g/charge in the ceramic crucible of high frequency induction centrifugal casting machine and heat, Infrared thermal image analyzer indicated alloys in the crucible were set and operated. Results: The melting temperatures of these alloys measuring infrared thermal image analyzer were decreased in comparison with remanium$^{(R)}$ GM 800+, vera PDI$^{TM}$, Biosil$^{(R)}$ f, WISIL$^{(R)}$ M type V, Ticonium 2000 alloys of ingot type and vera PDS$^{TM}$(Aabadent, USA), Regalloy alloys of shot type. Conclusion: Co-Cr-Mo based alloy in addition to Sn(#Gr I alloy) were decreased the melting temperature with heating time of high frequency induction centrifugal casting machine using infrared thermal image analyzer.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권4호
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• pp.209-216
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• 2009

It was evaluated that the microstructural and mechanical properties of Ta-bearing 9Cr-0.5Mo-2W ferritic/martensitic experimental steels. All the experimental steels showed the tempered martensitic microstructures, and $M_{23}C_6$ carbides, whose sizes were ranged from 200 to 300 nm, were easily observed at both boundaries of the prior austenite grain and the martensite lath. In addition, a relatively large Nb-rich MX carbonitrides were intermittently detected at the prior austenite grain boundaries, whereas a lot of Vrich MX carbonitrides, whose mean diameter was less than 50 nm, were observed randomly at both boundaries. Ta was mainly incorporated into the V-rich MX carbonitrides rather than the Nb-rich ones and their content was spanned from 5 to 20 at.%. Ta contents within the MX precipitates also increased as the content of Ta increased. Because the Ta addition into the steels would be attributed to the precipitation strengthening, solid solution strengthening and lath width reduction, it was shown that the mechanical properties, including hardness, tensile strength and creep rate of the 9%Cr-0.5Mo-2W steels were improved by the increase of Ta content. Especially, 9Cr-0.5Mo-2W-0.3V-0.05Nb-0.14Ta steel was revealed to be relatively excellent in the application for the SFR fuel cladding.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.107-114
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• 1990

(1) Cr-Mo-V 합금강 로우터재료는 사용도중 템퍼 취화된다. 템퍼취화된 소재는 취성제거처리 혹 은 재열처리를 하여 취성을 감소시킬 수 있다. (2) 축의 신뢰도를 파괴역학 원리를 적용하여 계산하였으며 템퍼 취화된 소재는 파손 위험성이 있으나 열처리 된 소재는 취성파괴 및 고 사이클 하중에 의한 피로균열 성장에 대해서 안전성 이 충분하다는 결론을 얻을 수 있다. (3) 샬피 V-노치 충격치 (CVN)와 파괴인성치(K$_{tc}$ )의 관계식을 취성재료에도 적용할 수 있 는가의 여부에 대해서는 많은 조사가 필요하다. (4) 취성소재의 피로균열 개시값$\Delta$ $K_{th}$을 알고 있으면 취송소재로 제조된 구조물의 파괴역학적인 해석을 하는데 도움을 줄 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제20권6호
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• pp.99-99
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• 2002

In order to evaluate the proper fracture strength of microstructures in a steel weldment, smaller size loading ball than used for a conventional small punch(CSP) testing is required due to regional limitation on constitutive structures. In this study, the minimized loading ball(φ 1.5mm) and bore diameter of lower die(φ 3mm) were designed for an advanced small punch(ASP) test. The results obtained from the ASP test were compared with those from a CSP testing for a X20CrMoV121 steel weldment. It was found that the ASP test clearly showed the microstructural dependance on fracture strength and ductile-brittle transition behavior of the weldment. In the ASP test, especially, the cracks tend to initiate for various directions within hemispherical indentation region of an objective structure in SP test. This indicates that the evaluation of more proper fracture strength for F.L+CGHAZ, FGHAZ and ICHAZ can be performed by means of the ASP test in a steel weldment.

• Journal of Welding and Joining
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• 제20권6호
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• pp.823-829
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• 2002

In order to evaluate the proper fracture strength of microstructures in a steel weldment, smaller size loading ball than used for a conventional small punch(CSP) testing is required due to regional limitation on constitutive structures. In this study, the minimized loading ball(${\varphi}1.5mm$) and bore diameter of lower die(${\varphi}3mm$) were designed for an advanced small punch(ASP) test. The results obtained from the ASP test were compared with those from a CSP testing for a X20CrMoV121 steel weldment. It was found that the ASP test clearly showed the microstructural dependance on fracture strength and ductile-brittle transition behavior of the weldment. In the ASP test, especially, the cracks tend to initiate for various directions within hemispherical indentation region of an objective structure in SP test. This indicates that the evaluation of more proper fracture strength for F.L+CGHAZ, FGHAZ and ICHAZ can be performed by means of the ASP test in a steel weldment.

• 한국주조공학회지
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• 제27권5호
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• pp.221-223
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• 2007

공구강은 C, Cr, V, Mo, W, Co 및 Si 과 같은 첨가원소를 함유한 복잡한 철계 합금으로 주요 특성인 경도, 부식저항성, 열 연화저항성 그리고 인성의 요구수준에 따라 화학성분이 결정된다. 본 연구에서는 1.0C, 0.2Mn, 3.8Cr, 1.5W, 8.5Co, 9.2Mo, 1.0V 조성의 M42 공구강의 미세조직과 열간가공성에 미치는 Si 함량의 효과를 체계적으로 조사하였다. 진공유도용해를 이용하여 Si 함량을 중량비로 0.33 에서 1.7% 까지 변화시켜 $140{\times}140{\times}330\;mm^{3}$ 크기의 잉곳으로 제조하였다. 이렇게 제조한 잉곳들은 $1150^{\circ}C$에서 1.5시간 동안 용체화처리한 후 노냉하였고, 이어 $1180^{\circ}C$에서 15mm 두께의 판재로 열간압연하였다. 공정 탄화물의 형상 및 분해 거동을 중심으로 미세조직을 관찰한 결과 Si 함량이 증가함에 따라 분해속도가 느려지는 것을 알 수 있었고 이로 인해 열간성형성이 급격히 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.576-584
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• 2020

압출기 스크류 소재는 주로 냉간 금형 공구강(SKD11)이 사용되고 있는데, 최근 합성 수지의 발달로 화학적 부식 및 마모 발생이 증가하고 있다. 이를 개선하기 위해 내마모성과 내식성이 우수한 고크롬 주철의 사용이 요구되지만, 난가공성으로 사용이 기피되고 있다. 본 연구에서는 고크롬 합금의 난가공성을 개선하기 위해 Fe-23Cr-2.5C-1.2Si-1.08Mn-0.48Mo-0.3V 조성의 고크롬 주철에 가공성이 우수한 니켈을 0, 0.5, 1.0, 1.5 % 첨가하여 주조하고 열처리를 진행한 후, 선삭 시험과 동전위 분극 시험을 통해 니켈이 피삭성 및 내식성에 미치는 영향을 분석하여 SKD11과 비교하였다. 고크롬 주철은 고주파 진공유도용해로를 사용하여 주조하고, 이후 750 ℃에서 5시간 동안 풀림 처리와 풀림 처리 후 1100 ℃에서 5시간동안 재열처리를 실시하였다. 750 ℃ 풀림 처리 후 선삭 시험을 실시한 결과 니켈의 함량이 1.0% 이상에서 피삭성은 현저히 향상되었다. 5% NaCl 용액에서 동전위 분극 시험 결과 주방상태와 750 ℃ 풀림 처리에서는 니켈의 함량이 증가할수록 내식성은 저하되었으나, 1100 ℃ 재열처리 후에는 1.5% 니켈에서 가장 우수한 내식성을 나타냈다.