3D Morphology of Fracture Surfaces Created by Mixed-mode II+III Fatigue Loading in Metallic Materials
Loading...
Date
2014-06-25
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Elsevier
Altmetrics
Abstract
This paper presents results of 3Dfractographical analysis of shear-mode fatigue cracks in ARMCO iron, alpha-titanium, nickel and the X5CrNi18-10 steel. Observation of crack paths on a microscopic level enables us to reveal local loading modes at the crack tip under various kinds of remote loading. Experiments were done on special specimens loaded in mixed mode II+III in the near- threshold regime. Only small deviations from the plane of maximum shear stress were observed in ARMCO iron. In titanium, nickel and stainless steel the mean deviation angles were higher. In the stainless steel, the mixed-mode II+III cracks propagated in local mode I, forming a mixture of morphologies of a highly deflected mode II facets and a factory roof in mode III. Crystallographic facets were observed in all materials except for the stainless steel. The results provide a basis for an assessment of micromechanisms of mixed-mode II+III crack propagation and the related near-threshold intrinsic resistance to crack growth.
Tento článek prezentuje výsledky 3D fraktografické analýzy smykových módů únavových trhlin v ARMCO železe, alfa-titanu, niklu a X5CrNi18-10 oceli. Pozorování cest trhlin na mikroskopické úrovni nám umožňuje odhalit lokální módy namáhání na čele trhliny za různých podmínek zatěžování. Experimenty byly provedeny na speciálních vzorcdích zatížených v kombinovaném módu II + III v prahovém režimu. Jen malé odchylky od roviny maximálního smykového napětí byly pozorovány v ARMCO železe. V titanu, niklu a nerezové oceli byly průměrné úhly vybočení vyšší. V nerezové oceli se trhliny v módu II + III šířily v lokálním módu I, tvořily směs morfologií vysoce vychýlených ploch v módu II a "tovární střechou" v módu III. Krystalografické plochy byly pozorovány u všech materiálů s výjimkou nerezavějící oceli. Výsledky poskytují základ pro posouzení mikromechanismů šíření trhlin ve smíšeného módu II + III a související vnitřní odolností vůči šíření trhlin v prahové oblasti.
Tento článek prezentuje výsledky 3D fraktografické analýzy smykových módů únavových trhlin v ARMCO železe, alfa-titanu, niklu a X5CrNi18-10 oceli. Pozorování cest trhlin na mikroskopické úrovni nám umožňuje odhalit lokální módy namáhání na čele trhliny za různých podmínek zatěžování. Experimenty byly provedeny na speciálních vzorcdích zatížených v kombinovaném módu II + III v prahovém režimu. Jen malé odchylky od roviny maximálního smykového napětí byly pozorovány v ARMCO železe. V titanu, niklu a nerezové oceli byly průměrné úhly vybočení vyšší. V nerezové oceli se trhliny v módu II + III šířily v lokálním módu I, tvořily směs morfologií vysoce vychýlených ploch v módu II a "tovární střechou" v módu III. Krystalografické plochy byly pozorovány u všech materiálů s výjimkou nerezavějící oceli. Výsledky poskytují základ pro posouzení mikromechanismů šíření trhlin ve smíšeného módu II + III a související vnitřní odolností vůči šíření trhlin v prahové oblasti.
Description
Citation
Procedia Engineering. 2014, vol. 74, issue 1, p. 74-77.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705814007978
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705814007978
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 Unported
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/