• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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• pp.401-402
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• 2002

Diesel engines have many sliding parts with solid body contact. For example, a piston-ring and a cylinder bore, a valve and a valve-seat, a cam and a valve tappet. These parts have a severe wear problem. during engine life times. During these times, the valve tappet has abnormal wear such as scuffing and pitting due to a high hertzian contact stress between the cam and the tappet. Excessive wear problems frequently occur to both the cam and the tappet. To solve these problems, we developed an advanced wear resistant tappet. The developed tappet consisted of a hard-metal wear part and a steel body. To increase a bonding strength, those two parts, were directly bonded to each other. Also to decrease a bonding temperature, we developed the composition of Ni-binder materials in the hard metal. To estimate the wear characteristics of the newly developed tappet, we performed wear tests and engine dynamo tests in order to compare them with a conventional Fe-base tappet. As a result, the newly developed tappet has better wear characteristics than those of the conventional tappet. In addition, we performed a 100,000km field-test, and the newly developed tappet showed much improved wear resistance.

• 한국표면공학회지
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• 제20권2호
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• pp.49-59
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• 1987

The properties of $Cr_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$ composite oxide coatings on steel surface were investigated. The results obtained were as follows: The microhardness of oxide coating layer increased with increasing heat-treatment temperature and $Cr_2O_3$ content in coating layer. The hardness showed the highest value (850Hv) treated at 700$^{\circ}C$ for $SiO_2:Al_2O_3:Cr_2O_3$=1:1:4. Increasing heat-treatment temperature, corrosion current density became lower and coating layer became denser. The corrosion current density showed the lowest value $(6.5{\times}10^{-5}\;Acm^2)$ treated at 750$^{\circ}C\;for\;SiO_2:Al_2O_3:Cr_2O_3$=1:1:3. These results were explained by protective layer which was formed during heat-treatment. The bonding between matrix and coating layer is expected to be made mechanically and chemically by the inter diffusion of Ni and Fe. The composite oxide coating was formed by softening of the binder with increasing heat-treatment temperature. The strengthening of coating layer is to be resulted from the dispersion of major oxide particles.

• 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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.109-109
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• 2018

Cr-Mo 합금강은 고온 환경 하에서 높은 크리이프 강도와 우수한 내식성 때문에 발전설비, 석유 화학, 그리고 해양산업과 같은 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, Cr-Mo 강의 내식성은 합금 내 Cr 함량에 크게 의존한다. 이는 고온에서 Cr과 O가 화학적 반응을 일으킴에 따라 보호성의 Cr 산화스케일을 형성하기 때문이다. 그러나 화석연료를 사용하는 발전설비의 경우, $SO_2$가 포함된 강한 부식성의 연소 가스가 배출되며, 이에 노출된 금속의 표면에서는 산화와 황화가 동시에 발생한다. 황화스케일은 산화스케일에 비해 매우 빠르게 성장하며, 그 특성이 매우 취약하기 때문에 황화 환경에서 금속의 내식성 및 기계적 물성치는 보다 크게 저하된다. 따라서 본 연구에서는 화력 발전소의 증기발생용 튜브 재료인 9Cr-1MoVNb 강을 선정하였으며, $SO_2$ 가스 환경 하에서의 부식 및 기계적 물성치 저하 특성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 9Cr-1MoVNb강의 화학 성분 조성은 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 Fe이다. 부식시험은 가공된 미소시험편과 인장시험편을 전기열처리로에 장입한 후, $650^{\circ}C$에서 $N_2+O_2+O_2+SO_2$ 조성의 가스를 분당 50 CC로 흘려주었다. 제작된 시험편에 대한 부식거동은 무게 증가량, optical microscope, scanning electron microsope, 그리고 energy dispersive x-ray spectrum을 통해 평가하였다. 그리고 기계적 물성치 평가를 위한 인장시험은 분당 2mm 변위제어를 통해 실시하였다. 그 결과, 9Cr-1MoVNb 강은 $SO_2$ 가스 환경 하에서 비 보호적인 Fe-풍부상의 산화 스케일층이 두껍게 형성됨에 따라 열악한 내식성을 나타냈다. 그에 따라 기계적 물성치는 저하되는 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제9권2호
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• pp.268-272
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• 1998

액체금속로 냉각재인 액체 소듐에서 시편의 누출특성을 소듐-물 반응 실험에 의해 조사하였다. 소듐-물 반응 현상의 확인은 물 누출 실험 전후에 Fe, Cr 및 Ni 등과 같은 시편의 조성 변화로 확인하였다. $100kg/cm^2$의 누출 압력으로 4시간 동안 시편의 누출 경로를 통해 물을 누출시킨 결과, 누출경로에서 소듐-물 반응생성물들이 침적되어 있는 것을 확인하였으나, 부식에 의해 누출경로가 완전 파열되어 다량의 수증기가 액체 소듐속으로 빠져나가는 re-openning 현상은 관찰되지 않았다. 시편의 누출경로가 막히는 self-plugging 현상은 소듐-물 반응에 의한 반응생성물과 시편의 부식에 의한 부식 생성물이 주 원인으로 추정되고, re-openning 현상은 시편의 누출경로에서 열적인 transient로 추정되었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제17권4호
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• pp.154-165
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• 2018

During the process of sulfur dioxide removal, flue gas desulfurization equipment provides a serious internal corrosion environment in creating sulfuric acid dew point corrosion. Therefore, the utilities must use the excellent corrosion resistance of steel desulfurization facilities in the atmosphere. Until now, the trend in developing anti-sulfuric acid steels was essentially the addition of Cu, in order to improve the corrosion resistance. The experimental alloy used in this study is Fe-0.03C-1.0Mn-0.3Si-0.15Ni-0.31Cu alloys to which Ru, Zn and Ta were added. In order to investigate the effect of $H_2SO_4$ concentration and the alloying elements, chemical and electrochemical corrosion tests were performed. In a low concentration of $H_2SO_4$ solution, the major factor affecting the corrosion rate of low alloy steels was the exchange current density for $H^+/H_2$ reaction, while in a high concentration of $H_2SO_4$ solution, the major factors were the thin and dense passive film and resulting passivation behavior. The alloying elements reducing the exchange current density in low concentration of $H_2SO_4$, and the alloying elements decreasing the passive current density in high concentration of $H_2SO_4$, together play an important role in determining the corrosion rate of Cu-bearing low alloy steels in a wide range of $H_2SO_4$ solution.

• Corrosion Science and Technology
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• 제20권4호
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• pp.210-229
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• 2021

To safely operate domestic nuclear power plants approaching the end of their design life, the material degradation management strategy of the components is important. Among studies conducted to improve the soundness of nuclear reactor components, research methods for understanding the degradation of reactor internals and preparing management strategies were surveyed. Since the IGSCC (Intergranular Stress Corrosion Cracking) initiation and propagation process is associated with metal dissolution at the crack tip, crack initiation sensitivity was decreased in the hydrogenated water with decreased crack sensitivity but occurrence of small surface cracks increased. A stress of 50 to 55% of the yield strength of the irradiated materials was required to cause IASCC (Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking) failure at the end of the reactor operating life. In the threshold-stress analysis, IASCC cracks were not expected to occur until the end of life at a stress of less than 62% of the investigated yield strength, and the IASCC critical dose was determined to be 4 dpa (Displacement Per Atom). The stainless steel surface oxide was composed of an internal Cr-rich spinel oxide and an external Fe and Ni-rich oxide, regardless of the dose and applied strain level.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1421-1426
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• 2014

소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR)의 안전성 향상을 위해 고온 증기 Rankine 싸이클 대신 초임계 이산화탄소(Supercritical $CO_2$, $S-CO_2$) Brayton 싸이클을 전력변환 시스템에 사용하는 방안이 제시되고 있다. 이 경우, 중간 열교환기로는 확산 접합(Diffusion Bonding)에 의해 제작되는 미소채널형 열교환기인 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)가 고려되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PCHE 형 열교환기 후보재료인 다양한 오스테나이트계 합금의 확산접합 특성을 평가하였다. 후보재료별로 다양한 조건에서 확산접합부를 제작하고 상온에서 $650^{\circ}C$까지의 인장 특성을 평가하였다. 평가 결과 SS 316H와 SS 347H는 $550^{\circ}C$까지 모재와 유사한 특성을 보였지만 Fe-Ni-Cr 합금인 Incoloy 800HT는 모든 온도에서 인장특성이 감소하였다. 연신율 저하의 원인을 이해하기 위해 접합부 부근의 미세조직을 분석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.91-99
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• 2013

우리나라 경제의 근간을 이루고 있는 철강산업, 자동차산업이나 전자산업에서 전기도금은 중요한 역할을 담당하고 있다. 전기도금 폐액은 전처리, 도금 및 후처리과정에서 발생하는 폐액이고 다양한 금속염을 포함한 유해한 폐수이다. 현재 일반적인 폐수는 환경법상 배수 규제치 이하로 중화처리한 후 각종 금속이 혼합된 슬러지는 매립하거나 위탁처리하고 있는데, 처리에 따른 막대한 비용이 들뿐만 아니라 매립지 부족과 유가금속 자원 낭비를 초래하고 있다. 따라서 이러한 폐수에서 유가금속을 회수하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전기도금 폐액에서 금속을 선택적으로 회수하는 새로운 방법은 철산화세균을 이용하는 방법, 황화제를 이용한 황화물(MS) 회수법 및 유기용매를 이용한 용매추출법 등에 관한 연구가 진행되고 있다. 이들의 폐수처리방법을 이용하여 Fe, Cu, Zn, Ni 등의 금속이온이 혼합된 폐수에서 유가금속을 95%이상 회수하는 성과를 거두었다. 이는 전기도금공정에서 배출되는 폐수를 폐기할 것이 아니라 도시광산의 중요한 금속자원으로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.718-723
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• 2016

중형 차량용 에어컨에 사용되는 스크롤 압축기는 토크변동이 적고 에너지 효율이 높으며, 소음이 적어 적용이 확대되어 가고 있다. 또한 경량화에 따라 압축기를 구성하는 주요부품이 스틸에서 알루미늄으로 변경하는 등 소재에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 스크롤 압축기는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 인벌루트 랩의 가공 정밀도가 $10{\mu}m$ 이하로 정밀도가 높은 전용장비와 전용 툴은 물론 숙련된 가공기술이 요구되므로 가공 품질을 확인하기 위하여 표면조도와 윤곽도를 측정하였으며, 알루미늄을 모재로하여 양극 산화 처리하여 사용되고 있는 선회스크롤의 경도를 향상시키기 위한 방법의 일환으로 봉공처리를 수행에 따른 특성들을 살펴보았다. 알루미늄 소재는 Al-Mg-Cu계 합금으로 미량의 Ni, Fe, Zn 이 부가된 것으로 나타났으며, 표면조도는 $3{\mu}m$이하로 가공 정밀도 기준 $10{\mu}m$를 만족하였다. 또한 양극산화 후 나노다이아몬드, CNT로 봉공처리 한 경우 경도는 450 이상으로 수봉공처리의 경우 보다 50% 이상 경도가 향상됨을 알 수 있었으며, 봉공재로 사용하기 위한 소재로서 탄소나노튜브나 나노다이아몬드는 큰 차이를 보이지 않았다.