Additively manufactured metallic components contain high surface roughness values, which lead to unsatisfactory high cycle fatigue resistance. In this study, high cycle fatigue properties of selective laser melted Ti-6Al- 4V alloy are investigated and the effect of dry-electropolishing, which does not cause weight loss, on the fatigue resistance is also examined. To reduce the internal defect in the as-built Ti-6Al-4V, first, hot isostatic pressing (HIP) is conducted. Then, to improve the mechanical properties, solution treatment and aging are also implemented. Selective laser melting (SLM)-built Ti64 shows a primary α and secondary α+β lamellar structure. The sizes of secondary α and β are approximately 2 μm and 100 nm, respectively. On the other hand, surface roughness Ra values of before and after dry-electropolishing are 6.21 μm and 3.15 μm, respectively. This means that dry-electropolishing is effective in decreasing the surface roughness of selective laser melted Ti-6Al-4V alloy. The comparison of high cycle fatigue properties between before and after dry-electropolished samples shows that reduced surface roughness improves the fatigue limit from 150 MPa to 170 MPa. Correlations between surface roughness and high cycle fatigue properties are also discussed based on these findings.

Additive manufacturing by electron beam melting is an affordable process for fabricating near net shaped parts of titanium and its alloys. 3D additive-manufactured parts have various kinds of voids, lack of fusion, etc., and they may affect crack initiation and propagation. Post process is necessary to eliminate or minimize these defects. Hot isostatic pressing (HIP) is the main method, which is expensive. The objective of this paper is to achieve an optimum and simple post heat treatment process without the HIP process. Various post heat treatments are conducted for the 3Dprinted Ti-6Al-4V specimen below and above the beta transus temperature (996oC). The as-fabricated EBM Ti-6Al-4V alloy has an α‘-martensite structure and transforms into the α+β duplex phase during the post heat treatment. The fatigue strength of the as-fabricated specimen is 400 MPa. The post heat treatment at 1000oC/30 min/AC increases the fatigue strength to 420 MPa. By post heat treatment, the interior pore size and the pore volume fraction are reduced and this can increase the fatigue limit.

In order to investigate the low-cycle fatigue behavior of Inconel 718 alloy used for pressure vessels, the strain-controlled fatigue test was performed in the room and high temperatures of 550°C. High temperature test was done using an electric furnace attached on the hydraulic fatigue test system. Tensile strength and elastic modulus of the Inconel 718 alloy at the temperature of 550°C decreased by 8% and 10%, respectively, compared to those at the room temperature. Subjected to the repeated cyclic loading under the strain-control, the material exhibited cyclic softening behavior with decreasing yield strength at both room and high temperatures. The low-cycle fatigue properties determined in this research could be effectively used for the fatigue life estimation of high temperature components made of Inconel 718 alloy.

The effect of alpha phase on the fatigue properties of Fe-29%Ni-17%Co low thermal expansion alloy was investigated. Two kinds of alloys (Base alloy and Alpha alloy) were prepared by controlling the minimal alloy composition. Microstructure observation, tensile, high-cycle fatigue, and low-cycle fatigue results were measured in this study. The Base alloy microstructure showed typical austenite γ phase. Alpha alloy represented the dispersed phase in the austenite γ matrix. As a result of tensile testing, Alpha alloy was found to have higher strengths (Y.S. & T.S.) and lower elongation compared to those of the Base alloy. High cycle fatigue results showed that Alpha alloy had a higher fatigue limit (360MPa) than that (330MPa) of the Base alloy. The Alpha alloy exhibited the superior high cycle fatigue property in all of the fatigue stress conditions. SEM fractography results showed that the alpha phase could act to effectively retard both fatigue crack initiation and crack propagation. In the case of low-cycle fatigue, the Base alloy had longer fatigue life in the high plastic strain amplitude region and the Alpha alloy showed better fatigue property only in the low plastic strain amplitude region. The fatigue deformation behavior of the Fe-29%Ni-17%Co alloy was also discussed as related with its microstructure.

The natures of fatigue crack growth under Mode Ⅱ loading are studied. End notched flexure beam specimens were used. The effects of adherend thickness, rubber modification and adhesive thickness on fatigue crack growth were examined. The experimental results show that some of these parameters apparently do affect fatigue crack growth. Resistance to ModeⅡ fatigue crack growth are increased by rubber modification. The effects of adhesive thickness and rubber content on fatigue crack growth were explained by von Mises's equivalent stress using BEM analysis. For unmodified epoxy adhesives, the fatigue crack growth properties under Mode Ⅱ loadings were significantly different in all regions. For rubber-modified epoxy adhesives, they were also different in the first and second regions, but in the third region, they were similar

In this paper, the features of fatigue crack growth under ModeⅠ loading are studied. Double cantilever beam specimens were used. The effects of adherend thickness, rubber modification and adhesive thickness on fatigue crack growth were examined. The experimental results show that some of these parameters do apparently affect fatigue crack growth. Resistance to ModeⅠ fatigue crack growth are increased by rubber modification. The effects of adhesive thickness and rubber content on fatigue crack growth were explained by von Mises's equivalent stress using BEM analysis.

Fe-4Ni-0.5Mo-1Cu powder was selected as raw material, pressed and sinter-hardened at for 30 min with rapid cooling. The density varies in the range of . Its fatigue properties have been tested in axial loading of alternating tensile/compressive stress at R=-1 with a servo-pulse pump. The fatigue endurance limit was measured to be 260 MPa. The microstructure showed more homogeneous bainite and martensite. Fractography displayed the fatigue cracks initiated from the pore areas near the surface. A non-typical ductile fatigue striation was found. More dimples occurred on fracture surface due to the plastic deformation, which can prohibit cracking propagation and improve its fatigue properties.

건설폐기물로부터 선별된 재생골재의 사용은 천연자원이 부족한 현실에 있어 많은 기회를 제공한다. 전 세계적으로 한정된 천연자원은 고갈되어가고 있으며 골재의 장거리 수송은 낮은 가격의 재생골재를 사용하는 것보다 더 비경제적 일 수 있다. 연간 한국에서 대략 7백만톤의 폐콘크리트가 발생하지만 이중 대략 2-3백만 정도만 재활용되고 있는 실정이다. 본 연구는 폐콘크리트로부터 얻어진 재생골재를 이용하는 방법에 대해서 제시하고자 한다. 재생콘크리트는 압축강도, 휨강도, 피로시험을 위해 w/c 40, 50, 60%에 대하여 제작했으며, 혼화재로는 플라이애쉬 (15%)를 사용하였다. 천연골재에 대한 재생골재의 대체율은 0, 25, 50%로 하였다. 이 연구의 목적은 재생골재 콘크리트의 피로수면과 천연골재 콘크리트의 피로수명을 비교하는데 있다. 본 연구를 통해 재생골재 콘크리트의 피로수명은 천연골재에 대한 재생골재의 대체율과 w/c에 상관성이 있음을 알 수 있었다.

Al-Cu-Mn 주조합금의 피로성질에 미치는 Cd 첨가의 영향을 저주기 및 고주기 피로시험을 통하여 조사하였다. Cd 첨가량이 증가함에 따라 피로수명이 증가하였으며, 인장강도도 증가하였다. 고주기 피로시험결과 피로강도는 115MPa이었으며 피로비는 0.31이었다. 피로시험 결과 균열이 표면에서 발생하여 입계를 따라 전파되었는데 이러한 입계파괴는 입계를 따라 존재하는 무석출대의 영향으로 생각된다. 인장강도값은 Cd이 첨가되지 않았을 경우 330MPa이었으나 0.15%의 Cd이 첨가됨으로써 401MPa 까지 증가되었다.

골재의 입도에 따른 SBS 개질 아스팔트 혼합물의 점탄성 물성 및 피로공용 특성을 소개하였다. 아스팔트 바인더와 혼합물의 열역학적 거동분석을 위해 DSR 시험과 일축인장 크립시험을 실시하였다. 골재의 입도와 SBS 개질재가 피로공용성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 7종의 아스팔트 혼합물에 대해 일축인장 피로시험을 실시하였다. DSR 및 일축인장 크립시험결과, 골재의 입도에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다. Superpave 아스팔트 바인더 규격의 피로인자 $G^*sin\delta$는 아스팔트 혼합물의 피로 공용성 평가에 사용하기에는 부적절한 것으로 사료된다. 일축인장피로시험결과, 골재의 입도(밀입도, Superpave입도, SMA입도)에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 혼합물에 비해 약 10배 이상 피로수명이 큰 것으로 나타났다. 장기노화후의 경우에 있어서도 SBS 개질 혼합물의 피로수명이 일반 혼합물에 비해 높게 나타났다. 골재의 입도변화는 SBS 개질재에 비해 피로공용성에 미치는 영향이 적었다. SMA 혼합물에 첨가한 셀룰로오스 섬유는 혼합물의 점탄성 물성이나 피로공용성에 미치는 영향이 미미하였으나, Draindown을 방지하는 데는 효과적이었다. SMA 입도에 SBS 개질아스팔트를 사용할지라도 Draindown 방지를 위해서는 셀룰로오스 섬유를 첨가할 필요가 있을 것으로 사료된다.

골재의 입도에 따른 SBS 개질 아스팔트 혼합물의 점탄성 물성 및 피로공용 특성을 소개하였다. 아스팔트 바인더와 혼합물의 열역학적 거동분석을 위해 DSR 시험과 일축인장 크립시험을 실시하였다. 골재의 입도와 SBS 개질재가 피로공용성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 7종의 아스팔트 혼합물에 대해 일축인장 피로시험을 실시하였다. DSR 및 일축인장 크립시험결과, 골재의 입도에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다. Superpave 아스팔트 바인더 규격의 피로인자 G*sinδ는 아스팔트 혼합물의 피로 공용성 평가에 사용하기에는 부적절한 것으로 사료된다. 일축인장피로시험결과, 골재의 입도(밀입도, Superpave입도, SMA입도)에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 혼합물에 비해 약 10배 이상 피로수명이 큰 것으로 나타났다. 장기노화후의 경우에 있어서도 SBS 개질 혼합물의 피로수명이 일반 혼합물에 비해 높게 나타났다. 골재의 입도변화는 SBS 개질재에 비해 피로공용성에 미치는 영향이 적었다. SMA 혼합물에 첨가한 셀룰로오스 섬유는 혼합물의 점탄성 물성이나 피로공용성에 미치는 영향이 미미하였으나, Draindown을 방지하는 데는 효과적이었다. SMA 입도에 SBS 개질아스팔트를 사용할지라도 Draindown 방지를 위해서는 셀룰로오스 섬유를 첨가할 필요가 있을 것으로 사료된다.

플라즈마 침탄한 저 탄소 Cr-Mo 강(0.176C-1.014Cr-0.387Mo)의 침탄 특성과 피로성질을 고찰하였다. 플라즈만 침탄한 시편의 유효경화깊이는 가스 침탄한 시편에 대해 상대적으로 침타나시간이 짧고 침탄온도가 낮음에도 불구하고 50%정도까지 증가되었다. 플라즈만 침탄시 유효경화깊이의 증가는 표면탄소농도의 증가와 같은 경향을 보였으며, 표면탄소농도의 증가와 같은 경향을 보였으며, 표면탄소농도의 증가율이 침탄시간의 증가에 따라 감소하였다. 플라즈만 침탄간의 피로한도는 가스 침탄강의 경우보다 높았다. 이를 표면근처의 미세구조, 경화깊이 잔류, 오스테나이트와 압축잔류응력으로 조사한 결과 경화깊이와 압축잔류응력의 차이가 거의 없었다. 따라서 플라즈만 침탄의 피로강도 향상은 가스침탄에 비해 표면이 상승층이 저감되어 표면에서의 미소균열의 발생 및 초기 균열 전파과정이 지연 되어진 것으로 판단된다. 파단면 관찰결과 표면에서 균열이 시작되고 플라즈마 침탄의 경우 입내파괴가 현저하였다.

자동차, 항공기 및 기타 산업에서 복합재료의 사용은 증가되어 왔고 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 복합재료중의 하나인 carbon-epoxy 복합재료의 열 특성에 관하여 알아보았다. 반복적인 냉각과 가열이 부가된 후 복합재료의 탄성계수의 변화를 관찰하여 봄으로써 복합재료가 가지고 있는 여러 열 특성에 관하여 여러 열 특성에 관하여 연구하였다. 이 연구에서는 G(sub)13값은 약한 감소하기는 하였으나 별다른 변화를 보이지 않았으며 열충격의 경우가 열피로의 경우보다 변화량이 작았다. E1값은 가해진 온도와 가열 횟수에 따라하여 조금씩 증가하였고, E2, G(sub)23값은 열피로의 경우 처음에는 어느 정도 그 값이 감소하나 가해진 횟수에는 큰 영향을 받지 않았으며 열충격의 경우에는 온도에 따라 다른 현상을 보였다.

본 연구는 형상기억합금을 이용하여 제조한 신소재 중의 하나인 형상기억복합재료를 소개하고자 한다. 이 복합재료는 TiNi 섬유의 형상기억효과로 금속복합재료의 취약점이라 할 수 있는 기지와 섬유간의 열팽창차이로 인한 인장잔류응력을 제거하고 기지내에 압축잔류응력을 발생시켜 높은 인장강도를 갖는다. 따라서 본 연구에서는 용탕단조법으로 복합재료를 제조한 후 미세조직을 관찰하고 TiNi 섬유의 역변태온도 이상에서 피로실험을 수행하여 복합재료의 피로특성을 검토하였다. 이 결과 363K에서의 피로균열전파제어효과는 섬유체적률과 예변형에 의하여 증가된다.