[논문]오스테나이트계 25Cr-20Ni 스테인리스강의 Ω법을 이용한 고온 크리프 거동 해석

박인덕; 남기우

doi:10.3795/ksme-a.2002.26.2.349

오스테나이트계 25Cr-20Ni 스테인리스강의 Ω법을 이용한 고온 크리프 거동 해석
Creep Behavior Analysis of 25Cr-20Ni Stainless Steels by Omega Method 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.26 no.2 = no.197, 2002년, pp.349 - 356

박인덕 (요코하마국립대학 공학연구원) , 남기우

Abstract ▼ AI-Helper

For two kinds of 25Cr-20Ni stainless steels, STS310J1TB and STS310S with and without a small amount of Nb and N, creep behavior has been studied in a stress and temperature range from 147 to 392 MPa and from 923 to 773 K with a special reference to tertiary creep. The average creep life of STS310J1TB was about 100 times longer than that of the STS310S. The apparent activation energy for the initial creep rate was 330 kJ/mol in STS310J1TB, while that of the STS310S was 274kJ/mol in a power law creep region and 478 kJ/mol in a region of power law breakdown (PLB). The activation energy for STS310S below PLB is close to the for self-diffusion. When compensating for the temperature dependence of the Young's modulus and the omega value, it was found that the apparent activation energy for STS310J1TB was reduced to the activation energy for diffusion of chromium atom in gamma steel. The stress exponent of STS310S was about 12.3 above PLB and 5.1 in a power law creep region. Notwithstanding that the creep condition for STS310J1TB was in a power law creep region, its stress exponent was 7.9 larger than that of STS310S corresponding to the same creep conditions. This was ascribed to the presence of fine precipitates in STS310J1TB.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그 이유로서 시험조건이 PLB 에 속하고 있기 때문이라고 사료된다. 그래서, 본 연구에서는 PLB이하의 영역에서 겉보기 활성화에너지를 구해진 활성화 에너지와 겉보기 활성화에너지와의 차를 비교해 보았다. 그 결과 PLB이호].
9 MPa 이상의 범위에서 얻은 가상적 초기 변형률 속도의 겉보기 활성화 에너지는 STS310J1TB 에서는 330 kJ/mol, STS310S에서는 478 kJ/mol로, 이 수치들은 y-Fe 중 Cr의 불순물확산 활성화에너지 240 kJ/mol "” 및 丫-Fe 의 자기 확산 활성 화에너지 263 kJ/moK" 보다 상당히 높은 수치이다. 그래서, 여기서는 STS310J1TB 와 STS310S 에서 진활성화에너지와 겉보기 활성화에너지의 차를 검토해 보았다. 지금까지 양자의 차는 탄성률의 온도의존성에 기인하기 때문이라고 보고 되어 있다J® 따라서, 본 연구에서는 탄성률의 온도 의존성에 의한 양자의 차를 이하와 같이 구하였다.
따라서, 본 연구에서는 지금까지의 결과를 토대로 STS310J1TB 와 STS310S 의 고온 변형 기구를 이하와 같이 검토하였다. PLB이하의 시험조건에서
따라서, 본 연구에서는 후자가 전자보다 큰 값을 가지는 또 다른 이유로서 劝 의 온도 의존성을 제안한다.Fig.

제안 방법

따라서, 본 연구에서는 25Cr-20Ni 계 오스테나이트 스테인리스강인 STS310J1TB와 STS310S를 사용하여 일정 하중 크리프 시험을 실시하고, 그 결과를 Q 법", 으로 해석하여 두 합금의 고온 크리프 거동의 차이를 규명하였다.
Nb 과 N 가 복합첨 가 되어 있는 STS310J1TB 와이들 원소가 첨가되어 있지 않는 STS310S 의 정하중 크리프 거동을 3차 크리프에 주목하여 해석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
또한, 시험 중의 온도변화는 ±2 K 로 제어하였다. 변형률의 측정에는 1/100 mm까지 측정 가능한 신장계를 사용하여 변형률을 연속적으로 자동기록하였다. 크리프 시험은 923-973 K 의 온도 범위에서 초기 하중을 STS310J1TB에 서 는 254.
5는 STS310J1TB 및 STS310S 의 가상적 초기변형률 속도의 온도 의존성을 나타낸 것이다. 응력이 다른 경우에서도 비교할 수 있도록 종축의 가상적 초기 변형률 속도를 응력으로 규격화하였다. Fig.
그래서, 여기서는 STS310J1TB 와 STS310S 에서 진활성화에너지와 겉보기 활성화에너지의 차를 검토해 보았다. 지금까지 양자의 차는 탄성률의 온도의존성에 기인하기 때문이라고 보고 되어 있다J® 따라서, 본 연구에서는 탄성률의 온도 의존성에 의한 양자의 차를 이하와 같이 구하였다.
1 MPa 의 범위에서 행하였다. 크리프시험은 각각의 시험 온도에서 86.4 ks 동안 유지하여 열적인 안정을 확인한 후 실시하였다.
크리프에 관한 지금까지의 연구에서는 최소크리프속도의 응력 및 온도 의존성을 수식화하는 경우가 많았기 때문에 본 연구에서는 최소 크리프 속도의 구성 방정식을 결정하여 가상적 초기 변형률 속도의 경우와 비교 검토하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용한 공시재는 STS310J1TB 와 STS310S로 그 화학조성을 Table 1에 나타내었다. 시험편은 1473 K에서 용체화처리 하였다.
본 연구의 정하중 크리프 시험에는 JIS 규격을 만족하는 일정 하중 방식의 레버식 C-3L 형 시험기를 사용하였다. 시험기의 최대 하중은 약 30 kN 이며, 레버비는 1:10 이다.
나타내었다. 시험편은 1473 K에서 용체화처리 하였다. 시험편은 Fig.
시험편은 1473 K에서 용체화처리 하였다. 시험편은 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 두께 2 mm, 표점 거리 40 mm 의 평판시험 편으로 신장계를 부착하기 위해서 돌기부분을 가진 형상으로 방전가공하여 제작하였다.
변형률의 측정에는 1/100 mm까지 측정 가능한 신장계를 사용하여 변형률을 연속적으로 자동기록하였다. 크리프 시험은 923-973 K 의 온도 범위에서 초기 하중을 STS310J1TB에 서 는 254.9~ 392.2 MPa, STS310S 에 서는 147.1-294.1 MPa 의 범위에서 행하였다. 크리프시험은 각각의 시험 온도에서 86.

성능/효과

(1) STS310J1TB 의 크리 프 파단 수명 은 STS31OS 의 파단 수명보다 평균적으로 약 100배정도 길었다. 또한 두 합금의 3차 크리프 영역에서 변형률 속도의 대수와 진변형률과의 사이에는 다음과 같은 직선 관계가 성립하였다.
(3) 겉보기 활성화 에너지에 미치는 탄성률의 온도 의존성, Q 의 온도 의존성에 의한 영향 등을 검토한 결과, STS310J1TB 의 겉보기 활성화 에너지는 丫-Fe 중 Cr의 확산 활성화에너지와 거의 같았다.
2 에서 알 수 있듯이 파단 시간은 응력과 온도가 증가함에 따라서 감소한다. 동일한 크리프 조건에서 비교해보면 STS310J1TB의 파단수명은 STS310S에 비해 약 100 배 정도로, Nb와 N 을 첨가함으로서 크리프 파단 수명이 현저히 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한, 모든 경우에서 파단 변형률과 단면 감소율은 파단 시간에 관계없이 일정하였다.
즉, STS310J1TB 와 STS310S 의 경우, 변형률에 주목하면, 최소 크리프에 도달하기까지의 변형률은 온도에는 거의 의존하지 않지만 부하 응력에는 의존한다. 또한, STS310J1TB 와 STS310S 의 특징은 변형률에 주목하면, 최소 크리프에 도달하기까지의 파단변형률에 대한 변형률의 비율은 작으나 시간에 주목하면, 최소 크리프에 도달하기까지의 시간의 비율은 STS310J1TB에서는 약 36 %, STS310S 에서는 약 23 %로 STS310J1TB의 경우가 최소 크리프에 도달하기까지의 시간의 비율이 커 제 3 차 크리프에 주목한 해석법인由 법을 적용할 경우 고려해야 할 사항이라고 사료된다.
다음 식과 같이 수식화하였다. 또한, 응력 지수 및 겉보기 활성화에너지는 STS310J1TB 에서는 7.9 와330 kJ/mol, STS310S 에서는 12.3과 478 kJ/mol, 저응력역에서는 5.1 과274kJ/mol 로 나타났다.

후속연구

화학 조성에 있어서의 두 합금의 차이는 전자가 미량의 Nb와 N 를 함유하고 있으나, 후자는 두 가지 원소를 함유하고 있지 않은 단상 금속이다. STS310J1TB 의 뛰어난 고온 크리프 특성은 미세하고 안정한 석출물에 의한 것이라고 생각되나, Cr 과 고용된 N 의 상호작용으로 인한 고용 강화 효과도 크리프 특성 향상에 기여하고 있을 가능성이 있으리라 생각된다.©이

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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