The mechanism of activated sintering of tungsten powder was discussed in terms of diffusion and segregation of activator atoms at W grain boundaries. Shrinkage behaviours of W-0.2wt.% Ni, W-0.2wt.% Cu or pure W powder compacts during sintering at low temperatures of 900~ $1200^{\circ}C$ were investigated. It was found that the Cu additive inhibits sintering process causing lower densification than pure W compact while remarkable shrinkage occurred in the Ni added W powder. Such contrary effect was explained by comparing self diffusion processes along Ni or Cu segregated W boundaries in which Ni segregants enhance but Cu atoms retard the migration of W atoms at W boundaries.
This paper provides integrity evaluation and root cause analysis for defects observed at volute tongue, or cutwater, of the operating centrifugal pump in power plant. The cause of the cracks are analyzed and reviewed from the viewpoint of the operation and maintenance of the pumps, and the sample obtained from the cracked volute tongue of the pump are examined. At first, in-situ hardness test and microstructure examination were performed to understand the cause of cracking at volute tongue. The evaluation of structural integrity and the possibility of the crack propagation is also evaluated. Cracks were typical intergranular cracking and propagated along with prior austenite grain boundary. At easing volute tongue, the hardness was higher than ASTM requirement and a large amount of intergranular Cr carbide was precipitated. These were due to high C content in material. P content was also higher than ASTM requirement. Therefore, Cr carbide precipitation and P segregation at grain boundary, caused by higher C and P content in material, resulted in intergranular cracking of casing volute tongue. This procedure for integrity evaluation and root cause analysis is used to guide, and support the pump designer and manufacturer's material selection and process design to avoid a costly, unplanned outage of plant.
Ti capping layer를 이용하여 NiGe의 열적 안정성을 향상시키는 연구를 수행하였다. N-type Ge(100) 기판에 30nm 두께의 Ni과 30nm 두께의 Ti capping layer를 E-beam evaporator를 이용하여 증착하고 $300^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$ 까지 30초간 $N_2$ 분위기에서 급속 열처리하여 Ni-Germanide를 형성하였다. XRD의 결과로부터 Ti capping layer 유무에 상관없이, 전 온도 범위에 걸쳐 NiGe 상이 형성된 것을 관찰할 수 있었다. 급속 열처리 온도에 따른 면저항 값을 측정한 경우, $300^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$까지의 열처리 온도 범위에서는 모든 시편들이 비슷한 면저항 값을 보인 반면, 열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 이상에서는 Ti capping layer가 있는 시편이 Ti capping layer가 없는 시편보다 낮은 면저항 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이는 고온 열처리 시 Ti capping layer에 있는 Ti가 기판 방향으로 확산하여 NiGe grain boundary에 segregation 되고 그로 인하여 NiGe의 grain boundary 움직임을 억제하여 agglomeration 현상을 효과적으로 방지하였기 때문에 나타난 현상으로 사료된다.
This research is for the relationship with heat treatment cooling temprature and the characteristic of Mechanical properties of Boron-Addition-Steel, the main material and SM25C steel, the sub material, structure viewing fractography, hardness test, tensite test and are carried out after the manufacturing small-specimen treated with heat of $750^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $1050^{\circ}C$. The influence to the Mechanical properties accompanied by AISI51B20, Boron-Addition-steel shows the following result. 1. The influenc of heat treatment by the content of cabon-steel is dominant. Addition of boron result is Strengthening structure effectively by segregation and improving over all mechanical characters such as good. it results from the increase of temacity by the stability of inter granular with improvement of harden-ability. 2. Boron-Addition-Steel exist in the from of martensite structure accompanied by the ferrite precipitition centering around grain boundary, and is improved to Hv 200. 3. The height of harden-ability and fatigue stress the influence of heat results from crystal structure of martensite by difference of strength level in the structure of ferrite and doesn't have am effect on sensibility of temperature, and turns out to defend on production and growth of Matrix-structure-factor.
Effect of Sn addition on the fatigue properties of Al-Cu-Mn cast alloy was investigated by low and high cycle fatigue tests. Fatigue life showed the maximum value of 5450cycles in the Al-Cu-Mn alloy containing 0.10%Sn, but decreased rapidly beyond 0.20% of Sn additions. It was found that the fatigue strength was 132MPa and fatigue ratio was 0.31 in the alloy containing 0.10%Sn. Metallographic observation revealed that the fatigue crack initiated at the surface and propagated along the grain boundary. This propagation path was attributed to the presence of PFZ along the grain boundary. The tensile strength increased from 330MPa in 7he Sn-free Al-Cu-Mn cast alloy to 429MPa in the alloy containing 0.10%Sn. But above 0.20%Sn additions, tensile strength was decreased by the segregation of Sn.
스테인리스강은 오스테니틱 스테인리스강, 페리틱 스테인리스강과 마르텐시틱 스테인리스강으로 대별할 수 있으며, 이 고도의 안전성이 요구되는 산업계에서 스테인리스강의 입계부식, 응력부식균열과 핏팅과 같은 국부적 부식이 발생하면 대형사고로 귀결될 수 있다. 스테인리스강의 입계부식 기구와 대책 그리고 입계부식측정 방법에 대한 기술 소개를 하여 산업현장에서 흔히 접하는 스테인리스강 예민화에 대한 길잡이가 되도록 하고, 이 분야를 전문적으로 연구하려는 연구자에게 예민화 전반을 이해하는데 활용되도록 하였다.
The microstructure and corrosion behavior of commercially dental casting gold alloys were investigated to clarify the effect of burn-out temperature and cooling rate. In the case of water quenching after casting, only the αphase, which is typical dendritic microstructure of golda alloy, was detected. However, the precipitates along the grain boundary were detected only at the slow cooling rate and they increased inversely proportional to the burn-out temperature. This might be due to the time difference which solute atom could diffuse. EPMA and SEM results also demonstrated that the precipitate should be lamellar structure consisted of Ag rich phase(${\alpha}_1$) and Cu rich phase (${\alpha}_2$). In terms of corrosion, the galvanic coupling was formed due to the difference of composition between precipitates and matrix at the slow cooling rate. In the case of water quenching, the critical current density($i_p$) which indicate the degree of corrosion was lowest at $650^{\circ}C$ and below the burnout temperature, $i_p$ increased with it because of the effect of grain boundary segregation. But above the temperature, $i_p$ increased with it. This may be due to the strain field effect by residual thermal stress.
Yttria-stabilized zirconia with erbia-lanthana were investigated with respect to the amount of Ln2O3 (Ln; Er, La) addition in the range of 0.5∼5 mol% to the base composition of 8 mol% yttriazirconia. Following analysis and measurement were adopted for the characterization of synthesizes of solid electrolyte; phase transformation, lattice parameter, crystallite size, relative density, chemical composition and SEM/EDS. Electrical conductivity by two-probe method versus temperature from 350$^{\circ}C$ to 800$^{\circ}C$ and frequency in the range of 5Hz∼13MHz by complex impedance method was also conducted together with the determination of oxygen ion transference number by EMF method for the evaluation of their electrical properties. The results were as followsing; Electrical conductivity were decreased with increase in Ln2O3 content, but their activation energies increased. In the case of La2O3 addition, espicially, its electrical conductivity was decreased owing to the segregation of second phases at the grain-boundary. Grain-boundary conductivity of the specimen contained 0.5 mol% Er2O3 exhibited a maximum conductivity among thecompositions experimented. However, their bulk conductivities decreased in both case. Oxygen ion transference number was also reduced with decrease in oxygen partial pressure. For example, in the case of Er2O3 addition it retained value in the range of 0.97∼0.94 abvove 4.74${\times}$10-2in oxygen partial pressure. With the increase in the quantities of the evaporation of additive components, the crystallite size of stabilized zirconia decreased, and their relative density also reduced owing to the formation of porosity in their matrices. In the case of La2O3 the sinterbility was improved in the limited amount of addition up to 0.5 mol%, in the same range of addition the strength of sintered bodies were improved perhaps owing to the precipitation of metastable tetragonal phase in the fully stabilized zirconia.
합금원소가 다량 첨가된 고합금강, 스테인리스강, Ni기 초내열합금 등은 용접시 혹은 후열처리 동안 열영향부 (HAZ: heat-affected-zone)에서 결정립계를 따라서 액화균열이 종종 발생한다. 이러한 액화균열은 급속한 가열시 HAZ의 결정립계가 국부적으로 용융되어 액상필름을 형성하고, 냉각시 수축으로 인한 인장구속응력에 의해 필름을 따라서 균열이 발생하여 생성된다. HAZ 결정립계 액화는 탄화물, 황화물, 인화물, 보론계 화합물 등이 급가열시 기지와의 반응에 의해 표피 액상을 형성하는 조성적 액화 (constitutional liquation)에 의한 액상의 결정립계 침투로 설명되거나, 결정립계 자체의 용융점을 상당량 낮추는 보론(B), 인(P), 황(S)등의 편석에 의한 국부적 입계 용융으로 주로 연관 지어 해석한다. HAZ 액화균열은 고온 입계균열 현상이므로, 결정립계의 특성에 따라 크게 영향을 받으며 결정립계 character 설계에 의해 액화균열 저항성을 개선시킬 수 있음을 유추할 수 있다. 한편, 본 연구자들은 최근 Ni기 초내열합금에 있어 입계 serration 현상을 새롭게 발견하였으며, 이론적 접근법을 통해 serration을 위한 특별한 열처리 방법을 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, 보론 편석 및 HAZ 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. SIMS (secondary ion mass spectrometry)를 이용하여 열처리 직후 결정립계 보론편석 정도를 비교하였다. 파형입계 시편의 경우, 일반직선형 시편에 비해 결정립계에 보론편석 저항성이 우수함을 확인할 수 있었다. 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세조직을 정량적으로 분석하였다. 파형입계 시편 및 일반직선형 시편 모두 최고온도 $1060^{\circ}C$이상부터 입계 탄화물이 기지내로 완전 용해되고 입계가 액화되기 시작하였다. 최고온도별로 입계액화비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 훨씬 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화된 필름이 입계를 따라 전파되지 않고 부분적으로 단락되어 있음이 관찰되었다. 액화시험 후 투과전자현미경을 이용한 EDS (energy dispersive spectrometry) 분석을 통해 결정립계 액화의 주요원인은 입계 $M_{23}C_6$의 조성적 액화반응 보다는 보론 편석 (원자 및 $M_{23}(CB)_6$)으로 인한 결정립계 국부용융이 더 유력함을 유추할 수 있었다. 따라서 상기 결과로부터 입계구조가 안정되어 계면에너지가 낮은 파형입계가 보론편석에 대한 저항성이 우수하였으며, 이러한 결과는 액화 저항성에 대응되어 영향을 미침을 알 수 있었다. 게다가 파형입계에 액상 필름이 생성되더라도 낮은 계면에너지에 의해 비롯된 상대적으로 낮은 적심성 (wettability)에 의해 필름이 쉽게 전파되지 않음을 'Smith 입계 wetting 이론'을 이용하여 해석할 수 있었다.
E-Beam Evaporator로 제조된 CoCrTa/CrNi 자성박막에서 하지층인 Cr에 대한 소량첨가원소인 Ni이 자성박막의 자기적 성질에 어떤 영향을 미치는가를 조사하였다. 상온에서 제조된 시편에서 소량의 첨가원소 Ni의 영향은 보자력의 증가를 가져왔음을 알 수 있었다. 이러한 보자력 증가의 원인을 XRD와 AFM으로 그 결정배향성과 미세구조를 통하여 살펴보았다. Cr 하지층에 Ni의 첨가시 결정립의 크기가 증가함을 알 수 있었다. 280 .deg. C 기판온도에서는 CrNi 하지층을 갖는 박막이 오히려 낮은 보자력 값을 나타내었고 이것은 결정립 크기의 증가때문으로 생각된다. 높은 기판온도에서는 결정배향성보다 Cr의 편석이 보자력에 대한 주요한 기구인 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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