No description available.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第23507号 / 工博第4919号 / 新制||工||1768(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科材料工学専攻 / (主査)教授 辻 伸泰, 教授 安田 秀幸, 教授 奥田 浩司 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

No description available.

No description available.

No description available.

High strength low alloy (HSLA) steels have been developed to simultaneously have high yield strength and high fracture toughness. However, in practical applications steel must be welded. Traditional arc welding has proven detrimental to the fracture toughness of HSLA steels. Friction stir welding has recently shown mixed results in welding HSLA steels. The range of welding parameters used in these recent studies however has been very limited. With only a few welding parameters tested, the effect of spindle speed, travel speed, and heat input on the fracture toughness of friction stir welded HSLA steel remains unknown. To understand how the friction stir welding process parameters affect fracture toughness, double sided welds in API X80 were performed and analyzed. Results show that at room temperature friction stir welded API X80 exceeded industry minimum fracture toughness requirements in both the API Standard 1104 and DNV-OS-F101 by 143% and 62%, respectively. The process parameters of spindle speed and HI have been shown to effectively control the fracture toughness of the stir zone. Relationships have been established that show that fracture toughness increased by 85% when spindle speed decreased by 59% and heat input decreased by 46%.

Företaget Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) håller på att utveckla en slutförvaringskapsel som kommer innehålla avfall från den svenska kärnkraften. Det är dock fortfarande en process under utveckling och därför undersöks olika typer av metoder och kapselmaterial för att kunna tillverka en hållbar och säker kapsel. Kapseln består av ett hölje av kopparrör med svetsad botten och lock och en insats med stållock. Insatsen är en cylindrisk konstruktion  av segjärn och innehåller en svetsad stålkassett för att skapa utrymmen till det använda kärnbränslet. Insatsen innehåller bland annat stålrör som under tillverkning får utstå en gjutprocess med segjärn och erhåller efter det icke homogena egenskaper. Målet med undersökningen är hur stor påverkan gjutningen har på stålets kemiska sammansättning samt mikrostrukturer. Det som orsakar de inhomogena egenskaperna är främst värmebehandlingen som driver diffusionen av kol från gjutjärnet till stålet, som då ger ett hårdare men sprödare material. Med hjälp av experiment och simuleringar upptäcks hur mycket kol som diffunderar in i stålet samt ändringar i den kemiska sammansättningen i de påverkade zonerna. Identifiering av fasomvandlingar, diffusion och ändringar i mikrostrukturer är stora faktorer som i sin tur ändrar de mekaniska egenskaperna i stålet. / The Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company (SKB) have developed a final storage canister that will contain waste from the Swedish nuclear power plants. However, it is still in a development phase and therefore different types of methods and canister materials are investigated to produce the most durable and safe canister. The canister is made of a copper tube with a welded bottom and lid with an insert. The insert is a cylindrical construction of nodular cast iron that contains a welded steel cassette, to make space for the spent fuel, and a steel lid. The steel tubes showed inhomogeneous properties after being exposed to a casting around them. The aim of this investigation is to clarify the impact of casting on the chemical composition of the steel as well as the microstructure. The cause to the inhomogeneous properties were the diffusion of carbon from the cast iron to the steel, which then produced a harder and more brittle material. Experiments and simulations were used to see the carbon diffusion into the steel as well as what happens with the chemical composition in the affected zones. Identification of phase changes, diffusion and microstructures contributed to changes of mechanical properties in the steel.

The magnetic tunability of ferrites has been studied and applied on many electric components for working in various frequency bands. Filters or resonators loaded by ferrites can thus work for different frequency requirements by tunning external biasing field. However, filters or resonators built by traditional waveguides are large in size. And for tunning with biasing field below the ferroresonance point, dissipation in ferrites will increase rapidly if the working frequency is near the ferroresonance zone. It leads to the drop of Q values of resonators and the tuning range is limited to stay away from ferroresonance. For the filter, remaining high Q values in wide frequency tuning range is the base of good performance and tunability. In industry, demands of cost reduction and integration encourage the miniaturization of electric components. It is always challenging but attractive to find solutions compromising size, performance, and implement ability. In this project, investigation for possible solutions of magnetic bias tunable filter is made and their comparisons are presented. Analysis and simulation are made to a specific ferrites-loaded substrate integrated waveguide resonator. With homogeneous below-resonance biased field, results in the reference are reached again and analyzed. With biasing filed above the ferroresonance, higher Q values and smaller size can be achieved and the drop of Q is avoided. A magnet structure is designed to study how the resonator works in inhomogeneous biasing filed. Biasing of below-resonance field is achieved with the magnets structure, though the performance is not good as homogeneous biasing case. A 3-order filter is then built based on the resonator working in the below-resonance bias. It’s a band-pass filter and tunable. A magnet structure is also built and simulated for the filter to verify its feasibility. / Magnetisk avstämning av ferriter har studerats och applicerats på många elektriska komponenter för arbete i olika frekvensband. Filter eller resonatorer lastade av ferriter kan därmed fungera för olika frekvenskrav genom att tuna externt biasing fält. Filtren eller resonatorerna byggda av traditionella vågledare är dock stora i storlek. Och för tunning med biasing field under ferroresonanspunkten, kommer avledning i ferriter att öka snabbt om arbetsfrekvensen är nära ferroresonanszonen. Det leder till sänkning av Q-värden för resonatorer och inställningsområdet är begränsat för att hålla sig borta från ferroresonans. För filtret är kvarvarande höga Q-värden i brett frekvensinställningsområde grunden för god prestanda och avstämning. Inom industrin uppmuntrar krav på kostnadsminskning och integration till miniatyrisering av elektriska komponenter. Det är alltid utmanande men attraktivt att hitta lösningar som kompromissar med storlek, prestanda och implementerbarhet. I detta projekt undersöks möjliga lösningar av magnetiskt bias tunable filter och deras jämförelser presenteras. Analys och simulering görs till en specifik ferritbelastad substratintegrerad vågledarresonator. Med homogent vinkelfält under resonans nås resultaten i referensen igen och analyseras. Med biasing arkiverad över ferroresonansen, högre Q-värden och mindre storlek kan uppnås och fallet av Q undviks. En magnetstruktur är utformad för att studera hur resonatorn fungerar i inhomogen biasing fil. Biasing av nedanstående resonansfält uppnås med magnetens struktur, men prestandan är inte bra som homogen biasing fall. Ett 3-ordningsfilter byggs sedan baserat på resonatorn som arbetar i nedanstående resonans bias. Det är ett bandpassfilter och kan justeras. En magnetstruktur byggs och simuleras också för filtret för att verifiera dess genomförbarhet.

No description available.

No description available.