Bruchverhalten von ultrafeinkörnigen Werkstoffen bei statischer und zyklischer Beanspruchung
-
Rene Kießling
, Peter Hübner and Horst Biermann
Kurzfassung
An ultrafeinkörnigen Werkstoffen aus Aluminium, Kupfer, Titan und Al-1,5MgScZr wurden statische und zyklische Bruchmecha- nikkennwerte ermittelt. Bei statischer Beanspruchung wiesen alle untersuchten ultrafeinkörnigen Werkstoffe Risswiderstandsverhalten auf, welches durch duktile Bruchflächenmorphologien bestätigt wurde. Bei zyklischer Beanspruchung wurden verringerte Schwellenwerte und geringere Risswachstumsgeschwindigkeiten im Bereich II der Risswachstumskurve ermittelt.
Abstract
Static and cyclic fracture-mechanics parameters were determined on ultra-fine grained samples of aluminium, copper, titanium and Al-1,5MgScZr. At static load all investigated UFG-materials exhibited crack resistance behaviour, which was confirmed by ductile fracture surfaces. In the case of cyclic load reduced threshold values DKth and smaller crack growth rates within the range II of the crack growth curve were determined.
Literatur
1 Valiev, R. Z.; Islamgaliev, R. K.; Alexandrov, I. V.: Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation, Progr. in Mater. Sci.45 (2000), S. 103–189Search in Google Scholar
2 Kumar, K. S.; van Swygenhoven, H.; Suresh, S.: Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys, Acta Mater. 51 (2003), S. 5743–5774Search in Google Scholar
3 Vinogradov, A. Y.; Stolyarov, V. V.; Hashimoto, S.; Valiev, R. Z.: Cyclic behaviour of ultrafine-grain titanium produced by severe plastic deformation, Mater. Sci. Eng. A318 (2001), S. 163–173Search in Google Scholar
4 Vinogradov, A.; Patlan, V.; Suzuki, Y; Kitagawa, K.; Kopylov, V. I.: Structure and properties of ultra-fine grain Cu-Cr-Zr alloy produced by equal-channel angular pressing, Acta Mater.50 (2002), S. 1639–1651Search in Google Scholar
5 Vinogradov, A.; Washikita, A.; Kitagawa, K.; Kopylov, V. I.: Fatigue life of fine-grainAl-Mg-Sc alloys produced by equal-channel angular pressing, Mater. Sci. Eng.A349 (2003), S. 318–326Search in Google Scholar
6 Vinogradov, A. Y.; Nagasaki, S.; Patlan, V.,; Kitagawa, K.; Kawazoe, M.: Fatigue properties of 5056 Al-Mg alloy produced by Equal Channel Angular Pressing, Nano Structured Materials11 (1999), S. 925–934Search in Google Scholar
7 Hanlon, T.; Kwon, Y. N.; Suresh, S.: Grain size effects on the fatigue response of nanocrystalline metals, Scripta Mater.49 (2003), S. 675–680Search in Google Scholar
8 Chung, C. S.; Kim, J. K.; Kim, H. K.; Kim, W. J.: Improvement of high-cycle fatigue life in a 6061 Al alloy produced by equal channel angular pressing, Mater. Sci. Eng. A337 (2002), S. 39–44Search in Google Scholar
9 Mirshams, R. A.; Xiao, C. H.; Wang, S. H.; Yin, W. M.: R-Curve characterization of the toughness of nanocrystalline nickel thin sheets, Mater. Sci. Eng. A315 (2001), S. 21–27Search in Google Scholar
10 Firstov, S.; Brodnikovsky, M.; Danylenko, M.; Podrezov, Y.: Nanocrystallinestructure formation under severe plastic deformation and its influence on mechanical properties, Adv. Mater. Sci.4 (2003), S. 155–162Search in Google Scholar
11 Kim, H. K.; Choi, M. I.; Chung, C. S.; Shin, D. H.: Fatigue properties of ultrafine grained low carbon steel produced by equal channel angular pressing, Mater. Sci. Eng. A340 (2003), S. 243–250Search in Google Scholar
12 Höppel, H. W.: Persönliche Mitteilungen 2004/2005, Universität Erlangen-NürnbergSearch in Google Scholar
13 Vinogradov, A. Y.: Persönliche Mitteilungen 2004/2005, Osaka University, JapanSearch in Google Scholar
14 May, J.: Optimierung der Verfahrensparameter für die Erzeugung ultrafeinkörniger metallischer Werkstoffe mittels Severe Plastic Deformation (SPD), Diplomarbeit, Institut für Werkstoffwissenschaften, Universität Erlangen-Nürnberg (2004)Search in Google Scholar
15 Kießling, R.: Bruchmechanische Charakterisierung von ultrafeinkörnigen Werkstoffen bei statischer und zyklischer Beanspruchung. Diplomarbeit, Institut für Werkstofftechnik, Technische Universität Bergakademie Freiberg (2004)Search in Google Scholar
16 ISO/FDIS 12135, 2002 (E): Metallic materials-Unified method of test for the determination of quasistatic fracture toughnessSearch in Google Scholar
17 ASTM E64700: Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth RatesSearch in Google Scholar
18 Esacrack 4.00 ManualSearch in Google Scholar
19 Hübner, P.; Pusch, G.: Zyklisches Risswachstumsverhalten von Baustählen und deren Schweißverbindungen – Analytische Aufbereitung für die Nutzung des Berechnungsprogrammes ESACRACK, DVM-Bericht 234 Fortschritte der Bruch- und Schädigungsmechanik, 2002, S. 129–137Search in Google Scholar
20 Döker, H.: Fatigue crack growth threshold: implications, determination and data evaluation, Int. J. Fatigue19 (1997), S. 145–149Search in Google Scholar
21 Laird, C.: The influence of metallurgical structure on the mechanisms of fatigue crack propagation, Fatigue Crack Propagation, Special Technical Publication 415, ASTMPhiladelphia (1967), S. 131–168Search in Google Scholar
© 2006, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Bruchverhalten von ultrafeinkörnigen Werkstoffen bei statischer und zyklischer Beanspruchung
- Modellierung der mikrostrukturellen Änderungen in heterogenen Verbindungen
- Thermoanalyse der Phenolharzhärtung
- Papiertechnisch relevante Prüf- und Gütenormung
- Normung in der Kerntechnik
- Antworten auf häufig gestellte Fragen im Zusammenhang mit der Anwendung der DIN EN 10204:2005
- The effect of the crack/bondline seperation distance on the stress intensity factor for the opening mode
- Development of a model for the stiffness and life time prediction of self piercing riveted joints in automotive components*
- Versagensmerkmale bei schwingender Beanspruchung
- Vorschau/Preview
- Vorschau
Articles in the same Issue
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Bruchverhalten von ultrafeinkörnigen Werkstoffen bei statischer und zyklischer Beanspruchung
- Modellierung der mikrostrukturellen Änderungen in heterogenen Verbindungen
- Thermoanalyse der Phenolharzhärtung
- Papiertechnisch relevante Prüf- und Gütenormung
- Normung in der Kerntechnik
- Antworten auf häufig gestellte Fragen im Zusammenhang mit der Anwendung der DIN EN 10204:2005
- The effect of the crack/bondline seperation distance on the stress intensity factor for the opening mode
- Development of a model for the stiffness and life time prediction of self piercing riveted joints in automotive components*
- Versagensmerkmale bei schwingender Beanspruchung
- Vorschau/Preview
- Vorschau