Microstructure and mechanical properties of Sn-3.1 wt.%Ag-6.9 wt.%Bi system solders on Cu-substrate were studied. The Sn3.1 wt.%Ag-6.9 wt.%Bi alloy was designed by phase diagram and chemical properties and was prepared by melting in argon atmosphere. The mechanical properties of solder/Cu joints were examined by shear strength test, and also creep test. The microstructure of Sn-3.1 wt.%Ag-6.9 wt.%Bi alloy consists of Bi-rich phase and $Ag_3Sn$ precipitate in {\beta}-Sn$ matrix phase. The shear strength of the joint was decreased with aging treatment. Crack path under shear test was through the solder. Similar crack path change mode was observed at the creep test of solder/Cu joint. The creep behavior of Sn-3.1 wt.%Ag-6.9 wt.%Bi alloy represented the inverse primary creep behavior at all test condition. It is suggested that the inverse primary creep behavior is induced from Bi solute atoms in Sn-matrix. The creep resistance of Sn-3.1Ag-6.9Bi alloy is better than that of Sn-3.5 wt.%Ag alloy at all test conditions.
본 연구에서는 띠형 섬유보강재의 인장특성, 크리프 변형, 내시공성 및 내구성을 평가하기 위한 일련의 장기성능 평가시험을 수행하였다. 또한 시험결과를 바탕으로 장기설계인장강도 산정을 위한 강도감소계수를 평가하였다. 먼저, 크리프 변형 특성을 평가하기 위해 단계 등온법과 시간-온도 중첩법을 이용하였으며, 크리프 감소계수는 1.6을 적용하는 것이 바람직한 것으로 평가되었다. 다음으로 입도 조정된 화강풍화토를 성토재로 사용하여 수행한 내시공성 시험 결과, 보강재의 강도특성에 영향을 미치는 원사의 손상이 거의 없는 것으로 확인되어, 장기설계인장강도에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 분석되었다. 마지막으로 내구성 평가 결과, 내화학성, 내미생물 및 내후성을 고려한 강도감소계수는 1.1을 적용하는 것이 합리적인 것으로 평가되었다.
In order to improve the wear resistance of Ti-6Al-4V alloy, plasma carburization treatment was newly carried out without consumption of its good specific strength and fatigue life over the temperature. Effect of the plasma carburization was analyzed and compared with the non-treated alloy by microstructural observation, structure characterization and mechanical test. The plasma treated alloy formed a carburized layer of about $150{\mu}m$ in depth from the surface, where a fine and hard particles of TiC and $V_4C_3$ were homogeneously dispersed through the layer. The steady-static creep behaviors of Ti-6Al-4V alloy, using the constant stress creep tester, were investigated over the temperature range of $510{\sim}550^{\circ}C$(0.42~0.44Tm) and the stress range of 200~275 MPa. Stress exponent(n) was decreased from 9.32 of non-treatment specimen to 8.95 of carburized, however, the activation energy(Q) increased from 238 to 250 kJ/mol with the same condition as indicated above. From the above results, it can be concluded that the static creep deformation for Ti-6Al-4V alloy was controlled by the dislocation climb over the ranges of the experimental conditions.
The effects of superplasticizers on fresh and hardened concrete were investigated. The experimental program included tests on the workability and slump loss, bleeding, setting time, air content, compressive, tensile and flexural strength, permeability, shrinkage, freeze-thaw durability and creep deformation. Properties of superplasticized concrete were compared with those of conventional and base concretes. Superplasticizers were observed to have an appreciable fluidifying action in fresh concrete. They permitted a significant water reduction while maintaining the same workability. Bleeding of superplasticized concrete was much lower than that of conventional concrete of the same consistency. This indicates that the use of superplasticizers did not affect the tendency of segregation of fresh concrete. The compressive, tensile, and flexural strengths of superplasticized concrete were significantly higher than those of conventional concrete. The permeability and drying shrinkage and creep of superplasticized concrete were less than those of conventional concrete, but there were no significant differences between base and superplasticized concrete. Compared with base concrete, non-air-entrained superplasticized concrete had slightly higher freeze-thaw durability. and superplasticized concrete with an appropriate amount of entrained air Eave even better resistance to freezing and thawing.
본 연구는 Mg-Al 합금에 첨가된 희토류 금속(rare earth metal, RE)과 스트론튬(Sr)이 상온 및 고온 기계적 특성에 미치는 영향을 비교하고, 그 결과를 미세조직의 변화와 연관지어 분석하는 것이 목적이다. 이를 위해 4종의 Mg-6%Al-(3-X)%REX% Sr 합금(X = 0~3)을 마련하여 RE를 Sr으로 대체하면서 상온 및 고온 인장 특성, 크립 저항성을 평가하였다. RE가 Sr으로 대체됨에 따라, 층상구조의(${\alpha}$ + $Al_4Sr$)상이 ${\alpha}$ 덴드라이트 사이에 생성되면서 침상의 $Al_4RE$상이 점차 소멸하였으며 Mg-6%Al-3%Sr 합금에서는(${\alpha}$ + $Al_4Sr$과 블록형태의 Mg-Al-Sr상이 관찰되었다. Sr 함량이 증가할수록 항복강도와 크립저항성은 지속적으로 향상되는 경향을 나타내었다.
High temperature material properties of a welded joint were experimentally studied. Tensile and creep properties were measured for each part of weld metal. HAZ(heat affected zone) and parent metal at 538$^{\circ}C$. HAZ metal was obtained by a simulated heat treatment. Results showed that the order of tensile strength is weld>HAZ> parent both at 24$^{\circ}C$ and at 538$^{\circ}C$. Creep resistance was also the highest for weld metal and lowest for parent metal. Creep rupture life curves were obtained and converted to Monkman-Grant relation which is useful for life assessment. Use of the data obtained in this study is discussed.
화력발전소 보일러의 주증기관, 헤더, 스팀드럼 등과 같은 주요 고온배관설비에서 발생하는 크리프 손상을 측정하는 비파괴적 측정방법에는 레프리카, 전기저항법 및 경도법 둥이 적용되고 있으나, 이들 방법들은 측정절차 및 준비가 복잡할 뿐만 아니라 접근이 가능한 설비표면에만 적용되는 제한점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 이들 종래의 방법을 신뢰성 있고 정량적인 초음파 비파괴평가법으로 보완 및 적용을 위하여, 실제 고온배관의 운전조건을 모의하여 수행한 크리프 인공열화실험 및 이들 크리프손상재에 대한 초음파실험을 통한 주파수분석 연구로서, 크리프손상 상태별 초음파 신호 분류를 위해 초음파신호의 각종 주파수특성을 평가하였다.
본 연구는 고강도 콘크리트 부재의 고온 하에서의 내화성능을 평가하기 위하여 내부증발 및 크리프를 고려한 해석적 모델들을 제시하였다. 내화성능의 평가는 열팽창, 수분확산, 크리프 모델 및 구조해석을 통하여 폭렬진행과 내화시간의 2가지 단계로 구분하였으며, 해석프로그램을 사용하여 사전재하조건에서부터 화재에 따른 부재의 폭렬 및 파괴까지의 전반적인 해석을 수행하였다. 콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 화재시 콘크리트 부재 내부의 수분변화를 예측하기 위하여 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 이러한 해석적 모델 및 해석프로그램의 정확성을 검증하기 위하여 해석적 결과와 다른 연구자들에 의한 여러 가지의 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 해석프로그램은 하중, 단면조건, 부재길이, 콘크리트 강도 등 여러 가지 변수들에 대하여 고강도 콘크리트 부재의 내화성능을 해석적으로 잘 평가하고 있는 것으로 나타나고 있다.
The experimentally determined mechanical behavior of the material under the prescribed service conditions is the basis of advanced engineering optimum design. To allow experimental data on the behavior of the material considered, uniaxial stress tests were made. The aforementioned tests have enabled the determination of mechanical properties of material at different temperatures, then, the material's resistance to creep at various temperatures and stress levels, and finally, insight into the uniaxial high cyclic fatigue of the material under different applied stresses for prescribed stress ratio. Based on fatigue tests, using modified staircase method, fatigue limit was determined. All these data contributes the reliability of the use of material in mechanical structures. Data representing mechanical properties are shown in the form of engineering stress-strain diagrams; creep behavior is displayed in the form of creep curves while fatigue of the material is presented in the form of S-N (maximum applied stress versus number of the cycles to failure) curve. Material under consideration was 18CrNi8 (1.5920) steel. Ultimate tensile strength and yield strength at room temperature and at temperature of $600^{\circ}C$: [${\sigma}_{m,20/600}=(613/156)MPa$; ${\sigma}_{0.2,20/600}=(458/141)MPa$], as well as endurance (fatigue) limit at room temperature and stress ratio of R = -1 : (${\sigma}_{f,20,R=-1}=285.1MPa$).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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