To check technical improvement in the soundness and strength of 12% Cr steel rotor, a 25 tons of rotor with 65 tons of ingot was made in real size and was cut to pieces to take test samples, and the various mechanical tests such as impact, tensile, creep, and fatigue were carried out. The strengths are compared with those of 1% Cr-Mo-V rotor of same size. Microstructures of the samples are examined and reviewed. The results can be summarized as follows. 1) Fracture appearance transition temperatures are 80.deg. C at the center part and 60.deg. C near surface of 12% Cr rotor, and 8.deg. C near surface of 1% Cr-Mo-V rotor. 2) Comparative rapid softening occurs at higher temperatures above 600.deg. C for 12% Cr steel and 550.deg. C for 1% Cr-Mo-V steel in tension tests. 3) Fatigue crack propagation rate of 12% Cr steel is almost same as that of 1% Cr-Mo-V steel at the same corresponding surface part of the rotors. The crack growth rate of center part of 12% Cr rotor is faster than near surface part of the rotor, and the crack growth rate at the load condition of R=0.04 is slower than that of the load condition of R=0.5 for both 12% Cr steel and 1% Cr-Mo-V steel. 4) Crack growth rate of radial direction near surface of 12% Cr rotor is faster than that of transverse direction at the same part because of the difference in residual stresses. 5) Both creep and fatigue strengths of 12% Cr steel are superior to those of 1% Cr-Mo-V steel and the difference is thought the effect of climb and glide controlled creep by solid solution of alloying elements and dispersion of carbides.
To check technical improvement in the soundness and strength of 12% Cr steel rotor, a 25 tons of rotor with 65 tons of ingot was made in real size and was cut to pieces to take test samples, and the various mechanical tests such as impact, tensile, creep, and fatigue were carried out. The strengths are compared with those of 1% Cr-Mo-V rotor of same size. Microstructures of the samples are examined and reviewed. The results can be summarized as follows. 1) Fracture appearance transition temperatures are 80.deg. C at the center part and 60.deg. C near surface of 12% Cr rotor, and 8.deg. C near surface of 1% Cr-Mo-V rotor. 2) Comparative rapid softening occurs at higher temperatures above 600.deg. C for 12% Cr steel and 550.deg. C for 1% Cr-Mo-V steel in tension tests. 3) Fatigue crack propagation rate of 12% Cr steel is almost same as that of 1% Cr-Mo-V steel at the same corresponding surface part of the rotors. The crack growth rate of center part of 12% Cr rotor is faster than near surface part of the rotor, and the crack growth rate at the load condition of R=0.04 is slower than that of the load condition of R=0.5 for both 12% Cr steel and 1% Cr-Mo-V steel. 4) Crack growth rate of radial direction near surface of 12% Cr rotor is faster than that of transverse direction at the same part because of the difference in residual stresses. 5) Both creep and fatigue strengths of 12% Cr steel are superior to those of 1% Cr-Mo-V steel and the difference is thought the effect of climb and glide controlled creep by solid solution of alloying elements and dispersion of carbides.
This paper describes the effect of eddy currents in the rotor steel shell of exterior-rotor permanent magnet BLDC motor of which rotor is revolving at a high speed. A two-dimensional time-stepping finite element method is used for analyzing electromagnetic field and computing performances of the motor. As a result the effect of the eddy currents in the rotor steel shell is shown by comparing the analysis results from both the proposed method and the conventional one.
Since Cr-Mo-V steel has excellent fracture and creep properties at elevated temperature, they are extensively used as steam turbine components such as the turbine rotor. However, the turbine rotor steel used to suffer material degradation during long term service. Therefore, the assessment of the safety and residual life of the turbine rotor is periodically required during service. One of the most convenient techniques for that is the hardness method mainly due to its simplicity and nondestructive characteristics. In this research, six specimens with different aging times of turbine rotor steel were artificially prepared by an isothermal heat treatment at $630^{\circ}C$. The micro Vickers hardnesses of specimens were measured at room temperature. The relationships between the fracture properties and the hardness ratio were investigated. And also an indirect method to evaluate the residual life of degraded turbine rotor was proposed based on the micro Vickers hardness measurement.
The objective of this paper is to develop a nondestructive method for estimating the fracture toughness (K$\_$IC/) of CrMoV steels used as the rotor material of steam turbines in power plants. To achieve this objective, a number of CrMoV steel samples were heat-treated, and the fracture appearance transition temperature (FATT) was determined as a function of aging time. Nonlinear ultrasonics was employed as the theoretical basis to explain the harmonic generation in a damaged material, and the nonlinearity parameter of the second harmonic wave was the experimental measure used to be correlated to the fracture toughness of the rotor steel. The nondestructive procedure for estimating the 7c consists of two steps. First, the correlations between the nonlinearity parameter and the FATT are sought. The FATT values are then used to estimate K$\_$IC/, using the K$\_$IC/ versus excess temperature (i.e., T-FATT) correlation that is available in the literature for CrMoV rotor steel.
48-V ISG (Integrated Starter Generator) system has attracted attention to improve the fuel efficiency of ICE (Internal Combustion Engine) vehicle. One of the key components that significantly affects the cost and performance of the 48-V ISG system is the motor. In an ISG motor, the core and copper loss make the motor efficiency change because the motor has a broad driving operated range and more diverse driving modes compared with other motors. When designing an ISG motor, the selection of an electrical steel sheet is important, because the electrical steel sheet directly influences the efficiency of the motor. In this paper, the efficiency of the ISG motor, considering core loss and copper loss, is analyzed by testing different types of electrical steel sheets with respect to the driving speed range and mode. Using the results of a finite element method (FEM) analysis, a method to select the electrical steel sheet is proposed. This method considers the cost of the steel sheet and the efficiency according to driving mode frequency during the design process of the motor. A wound rotor synchronous machine (WRSM) was applied to the ISG motor in this study.
초고속 일체형 주축의 공진주파수가 일체형 주축 시스템의 모터 회전자의 질량과 주축의 굽힘 강성에 의존하기 때문에 초고속 주축 시스템의 동적 특성을 향상시키기 위해 주축과 회전자를 각각 고분자 기지 섬유강화 복합재료와 자성분말이 함침된 에폭시 수지를 이용하여 설계하였다. 설계된 복합재료 회전자의 자기 특성을 향상시키기 위해 내부에 강철 코어를 삽입하였으며, 강철 코어와 전도체 봉의 기하학적 형상의 변화가 전동기의 성능에 미치는 효과를 파악하기 위해 자기 해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 복합재료 회전자의 최적의 기하학적 조건을 제안하였다. 또한 복합 재료 회전자 재료의 열특성을 파악하기 위해 TMA, DMA및 VSM을 이용한 기계적, 전자기적 물성측정을 수행하여 복합재료 회전자의 최적 설계에 적용하였다.
Creep rate the elevated temperature is known to be controller by the softening process of microstructure especially in the solid solution alloys such as 125 Cr rotor steel. The change of structure is a decreasing process of the free energy of the state including stress, diffusivity of the material, and tmeperature. This study shows that diffusion coefficient, D of 12% Cr rotor steel at 953K with 74.8 MPa is 1.084~3.140*$10^{15}mm^2sec^1$ compared to $1.658*10^{24}mm^2sec^1$at 963K without stress. During creep, the growth of martensite laths accelerates the diffusion coefficient under stress due to incoherency of interface between carbides and matrix.
Inorder ot estimate the running life of turbine rotors, fatigue crack propagation low, da/dN = C(${\DELTA}K)^m$, proposed by paris et al. has been widely applied. In this study, fatigue crack propagation rates for 16 samples of 1% Cr-Mo-V rotor steel were measured and statistical characteristics of m and C values in above equation were reviewed. The results are summarized as follows. 1. C and m follow a log-normal distribution and normal distribution, respectively. And the relation of C and shows a strong negative correlation. 2. Fatigue crack propagation equation can be expressed as da/dN=$4.11{\times}10^{-4}({\Delta}K/153.8)^m$, introducing the ralationship C=$C_oK_o^{-m}$. In this case, contribution of $C_o$ distribution to the distribution of log C shows very small compared to degrees of contribution by m.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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