Kiraly, Marton;Antok, Daniel Mihaly;Horvath, Laszlone;Hozer, Zoltan
Nuclear Engineering and Technology
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v.50
no.3
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pp.425-431
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2018
Different methods of axial and tangential testing and various sample geometries were investigated, and new test geometries were designed to determine the ultimate tensile strength of zirconium cladding tubes. The finite element method was used to model the tensile tests, and the results of the simulations were evaluated. Axial and tangential tensile tests were performed on as-received and machined fuel cladding tube samples of both E110 and E110G Russian zirconium alloys at room temperature to compare their ultimate tensile strengths and the different sample preparation methods.
The aim of this study was to propose a multiple linear regression (MLR) equation to predict ultimate tensile strength (UTS) of 316L stainless steel with unspecified pit corrosion. Tensile specimens with pit corrosion were prepared using a potentiostatic acceleration test method. Pit corrosion was characterized by measuring ten factors using a confocal laser microscope. Data were collected from 22 tensile tests. At 85% confidence level, total pit volume, maximum pit depth, mean ratio of surface area, and mean area were significant factors showing linear relationships with UTS. The MLR equation using these three significant factors at a 85% confidence level showed considerable prediction performance for UTS. Determination coefficient (R2) was 0.903 with training and test data sets. The yield strength ratio of 316L stainless steel was found to be around 0.85. All specimens with a pit corrosion presented a yield ratio of approximately 0.85 with R2 of 0.998. Therefore, pit corrosion did not affect the yield ratio.
This paper aims to evaluate quantitatively the springback characteristics that evolve in the sheet metal forming of an S-rail in order to understand the reasons of shape inaccuracy and to find a remedy. The geometrical springback is classified into six modes: angle change of punch and die shoulders, wall curl, ridge curl, section twist, and axial twist. The measuring method for each springback mode is suggested and quantitative measurements were made to determine the tendency towards shape accuracy. Forming experiments were conducted with four types of steel sheets that have different tensile strengths, which were 340MPa, 440MPa, 590MPa and 780MPa, in order to evaluate the effect of the tensile strength and the bead shape on the springback behavior. Springback tendencies show that they are greatly affected by the tensile strength of the sheet and the shape of the tools. Almost all springback modes except the section twist and the axial twist show a linearly increasing trend as the tensile strength of the sheet increases. The results can be used as basic data for design and for compensation of the press die geometry when forming high strength steels which exhibit large amounts of springback.
Objectives: The purpose of this study is to evaluate the effect of ethylene glycol analogs on modulus of elasticity and ultimate tensile strength of moist, demineralized dentin matrix. Methods: Dentin disks 0.5 mrn thick were prepared from mid-coronal dentin of extracted. unerupted, human third molars. 'I' beam and hour-glass shaped specimens were prepared from the disks, the ends protected with nail varnish and the central regions completely demineralized in 0.5M EDTA for 5 days. Ultimate tensile stress (UTS) and low strain modulus of elasticity (E) were determined with specimens immersed for 60 min in distilled water $(H_{2}O)$, ethylene glycol $(HO-CH_{2}-CH_{2}-OH)$, 2-methoxyethanol $(H_{3}CO-CH_{2}-CH_{2}-OH)$, and 1,2-dimethoxyethane $(H_{3}CO-CH_{2}-CH_{3}-OCH_{3})$ prior to testing in those same media. Modulus of elasticity was measured on the same specimens in a repeated measures experimental design. The results were analyzed with a one-way ANOVA on ranks, followed by Dunn's test at ${\alpha}\;=\;0.05$. Regression analysis examined the relationship between UTS or E and hoy's solubility parameter for hydrogen bonding $({\delta}_{h})$ of each solvent. Results: The UTS of demineralized dentin in water, ethylene glycol, 2-methoxyethanol, and 1,2-dimethoxyethane was 24 (3), 30 (5), 37 (6), and 45 (6) MPa, ${\times}$ (SD) N = 10. Low strain E for the same media were 16 (13), 23 (14), 52 (24), and 62 (22) MPa. Regression analysis of UTS vs ${\delta}_{h}$ revealed a significant $(p\;<\;0.0001,\;r\;=\;-0.99,\;R^{2}\;=\;0.98)$ inverse, exponential relationship. A similar inverse relationship was obtained between low strain E vs ${\delta}_{h}\;(p\;<\;0.0005,\;r\;=\;-0.93,\;R^{2}\;=\;0.86)$. Significance: The tensile properties of demineralized dentin are dependent upon the hydrogen bonding ability of polar solvents $({\delta}_{h})$. Solvents with low ${\delta}_{h}$ values may permit new interpeptide H-bonding in collagen that increases its tensile properties. Solvents with high ${\delta}_{h}$ values prevent the development of these new interpeptide H-bonds.
Kim, Myong-Jin;Kim, Joung-Soo;Kim, Dong-Jin;Kim, Hong-Pyo
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.43
no.2
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pp.57-63
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2010
In this study, thermal stability of the mechanical properties of Ni-P-B and Ni-P-Fe layers electroplated on Alloy 600 material was evaluated by measuring their microhardness, tensile strength, and elongation after heat treatment at $325^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$. According to the results, there was no noticeable change in microhardness of the two electrodeposits before and after heat treatment at the temperatures for 30 days. In the case of a Ni-P-B electrodeposit, ultimate tensile strength (UTS) slightly increases with heat treatment time, while its elongation decreases, showing good thermal stability in the mechanical properties at high temperature. On the other hand, UTS and elongation of Ni-P-Fe decrease with heat treatment time, which is very unusual observation. This result was attributed to the bad microstructure of Ni-P-Fe having many defects in the deposit formed early stage of an electroplating process and their redistribution to link to become large ones during heat treatment.
The hypereutectic Al-20 wt%Si powders including some amount of Cu, Fe, Mg, Mn were prepared by a gas atomization process. In order to get highly densified Al-Si bulk specimens, the as-atomized and sieved powders were extruded at $500^{\circ}C$, Microstructure and tensile properties of the extruded Al-Si alloys were investigated in this study. Relative density of the extruded samples was over 98%. Ultimate tensile strength (UTS) in stress-strain curves of the extruded powders increased after T6 heat treatments. Elongation of the samples was also increased from 1.4% to 3.2%. The fracture surfaces of the tested pieces showed a fine microstructure and the average grain size was about $1{\mu}m$.
Optical microstructures and mechanical properties of Na gas atomized Al-20Si-5Fe alloying powder and its hot extrudates were studied on 3 different types of powder size distribution. This powder showed the size distribution of 10~210 $\mu\textrm{m}$. Also the microstructures of $\alpha$-Al, primary and eutectic Si and needle shaped intermetallic compounds were observed by optical microscope. These needle shaped intermetallic compounds were identified as ${\delta}Al_4FeSi_2$- by XRD and EDX analysis. The ultimate tensile strength(UTS) of these alloy extrudates was increased from 324 to 390 MPa with decreasing powder size range from 120~210 $\mu\textrm{m}$ to 10~64 $\mu\textrm{m}$. A value of Micro-vic-kers hardness was simillar to the result of UTS. These extrudates showed better wear resistance than those of Al-20Si-2X(X : Ni, Cr, Zr), although they are insensitive to the size distribution. These results indicate that the presentation of ${\delta}Al_4FeSi_2$ intermetallic compounds contributed to the wear resistance improvement.
Suh, Jun-Young;Park, Sung Jin;Lee, Hee-Kwon;Chang, Si Young
Korean Journal of Materials Research
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v.30
no.2
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pp.51-56
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2020
In this study, three kinds of metal chills such as SS400, AC4CH and brass, with different thicknesses of 40 ~ 80 mm, were applied for low pressure casting of Al-Si alloy to control cooling rate. The microstructural characteristics with increasing cooling rate were represented using factors including D1, D2, size of primary α phases and shape factor and size of eutectic Si. The tensile properties were investigated and additionally analyzed based on the microstructural characteristics. As the cooling rate increased, D1, D2, and sizes of primary α phases and eutectic Si apparently decreased and the shape factor of eutectic Si increased to over 0.8. The ultimate tensile strength (UTS) and yield strength (YS) increased with decreasing D1, D2, and size of primary α phases, while elongation increased with decreasing size of eutectic Si and concurrently increasing shape factor of eutectic Si. This indicated that the primary α phases and eutectic Si in Al-Si alloy were refined with increasing cooling rate, resulting in improvement of UTS and YS without sacrificing elongation. After the tensile test, preferential deformation of primary α phases was observed in the Al-Si alloy produced at higher cooling rates of more than 0.1 K/s.
The effect of extrusion temperature on the microstructure and mechanical properties was studied in gas atomized TEX>$Al_{81}Si_{19}$ alloy powders and their extruded bars using SEM, tensile testing and wear testing. The Si particle size of He-gas atomized powder was about 200-800 nm. Each microstructure of the extruded bars with extrusion temperature (400, 450 and 50$0^{\circ}C$) showed a homogeneous distribution of primary Si and eutectic Si particles embedded in the Al matrix and the particle size varied from 0.1 to 5.5 ${\mu}m$. With increasing extrusion temperature from 40$0^{\circ}C$ to 50$0^{\circ}C$, the ultimate tensile strength (UTS) decreased from 282 to 236 ㎫ at 300 K and the specific wear increased at all sliding speeds due to the coarse microstructure. The fracture behavior of failure in tension testing and wear testing was also studied. The UTS of extrudate at 40$0^{\circ}C$ higher than that of 50$0^{\circ}C$ because more fine Si particles in Al matrix of extrudate at 40$0^{\circ}C$ prevented crack to propagate.
Angel, Olivia;Rothwell, Glynn;English, Russell;Ren, James;Cummings, Andrew
Nuclear Engineering and Technology
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v.54
no.9
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pp.3205-3214
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2022
The aim of this study is to provide a clear and accessible method to obtain accurate true-stress strain data, and to extend the limited material data beyond the ultimate tensile strength (UTS) for AISI 304L. AISI 304L is used for the outer construction for some types of nuclear transport packages, due to its post-yield ductility and high failure strain. Material data for AISI 304L beyond UTS is limited throughout literature. 3D digital image correlation (DIC) was used during a series of uniaxial tensile experiments. Direct method extracted data such as true strain and instantaneous cross-sectional area throughout testing such that the true stress-strain response of the material up to failure could be created. Post processing of the DIC data has a considerable effect on the accuracy of the true stress-strain data produced. Influence of subset size and smoothing of data was investigated by using finite element analysis to inverse model the force displacement response in order to determine the true stress strain curve. The FE force displacement response was iteratively adapted, using subset size and smoothing of the DIC data. Results were validated by matching the force displacement response for the FE model and the experimental force displacement curve.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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