Einfluss der Umformgeschwindigkeit und -temperatur auf das Fließverhalten metallischer Werkstoffe
-
Essam El-Magd
and
Mustapha Abouridouane
Abstract
Das Fließ- und Bruchverhalten der Al-Legierung AA7075-T7351, der Mg-Legierung AZ80 und der Ti-Legierung TiAl6V4 wird im quasistatischen und dynamischen Druckversuch bei Umformgeschwindigkeiten im Bereich 0.001 − 5000 s−1 und Temperaturen von Raumtemperatur bis zu 450 C untersucht. Zur Beschreibung des Geschwindigkeits- und Temperatureinflusses auf das mechanische Materialverhalten im Druckversuch können konstitutive Stoffgesetze, deren Parameter aus den Versuchsergebnissen bestimmt werden, herangezogen werden. Diese Stoffgesetze sollen in die Finite-Element-Simulation implementiert werden, um die lokalen Spannungs- und Verzerrungszustände zum Zeitpunkt des Bruchs zu ermitteln. Mit Hilfe der experimentell ermittelten Fließkurven wird der Einfluss von Umformgeschwindigkeit und Temperatur auf den Bruchstauchgrad bestimmt. Ergänzende metallographische Untersuchungen geben darüber hinaus Aufschluss über Schädigungsbeginn, -art und -entwicklung im verformten Material.
Abstract
The flow and fracture behaviour of the Al alloy AA7075-T7351, the Mg alloy AZ80 and the Ti alloy TiAl6V4 has been investigated in quasi-static and dynamic compression tests at strain rates in the range of 0.001 − 5000 s−1 and temperatures between room temperature and 450 C. Constitutive material laws, whose parameters are determined from the experimental data, can be applied to describe the influence of strain rate and temperature on the mechanical material behaviour in compression tests. These material laws are to be implemented into the finite element simulation in order to determine the local state of stress and strain at the time of the fracture. Using of experimentally determined flow curves, the effect of strain rate and temperature on the deformation at fracture can be obtained. Additionally, metallographic investigations give explanation about character, origin, formation and evolution of damage in the deformed material.
Herrn Professor Dr. Otmar Vöhringer zum 65. Geburtstag gewidmet
Literatur
[1] H. Lips, M. Brodmann, E. El-Magd: J. Physique IV 10 (2000) 371.10.1051/jp4:2000962Search in Google Scholar
[2] J.D. Campbell, W.G. Ferguson: Phil. Mag. 21 (1970) 63.10.1080/14786437008238397Search in Google Scholar
[3] K. Kawata, S. Hashimoto, K. Kurokowa: High Velocity Deformation of Solids (Eds. K. Kawata, J. Shiori), Springer-Verlag, New York (1978) 2.Search in Google Scholar
[4] U.S. Lindholm: Mechanical Behaviour of Materials under Dynamic Loads (Ed. Lindholm, U. S.), Springer-Verlag, Berlin (1968) 77.10.1007/978-3-642-87445-1_5Search in Google Scholar
[5] A. Krabiell: Dr.-Ing. Dissertation, RWTH Aachen (1982).Search in Google Scholar
[6] O. Vöhringer: Habilitationsschrift, TH Karlsruhe (1972).Search in Google Scholar
[7] E. Macherauch, O. Vöhringer: Z. Werkstofftechnik 9 (1978) 370.10.1002/mawe.19780091105Search in Google Scholar
[8] U.F. Kocks, A.S. Argon, M.F. Ashby: “Thermodynamics and Kinetics of Slip” Pergamon Press, New York (1975).Search in Google Scholar
[9] F.J. Zerilli, R.W. Armstrong: J. Appl. Phys. 61 (1987) 1816.10.1063/1.338024Search in Google Scholar
[10] N.J. Petch: Phil. Mag. 8 (1958) 1089.10.1080/14786435808237038Search in Google Scholar
[11] E. El-Magd: J. Physique III (1994) C8-149.Search in Google Scholar
[12] G.I. Taylor, H. Quinney: Proc. Roy. Soc. London, A 413 (1934) 307.Search in Google Scholar
[13] M. Brodmann: Dr.-Ing. Dissertation, RWTH Aachen, 2001.Search in Google Scholar
[14] M.W. Swift: Trans. AIME 126 (1945) 268.Search in Google Scholar
© 2003 Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Articles/Aufsätze
- Bedeutung von Eigenspannungsabbau und mikrostrukturellen Veränderungen für die Lebensdauervorhersage schwingbeanspruchter Schweißverbindungen
- Factors affecting cyclic lifetime of EB-PVD thermal barrier coatings with various bond coats
- Depth-resolved X-ray residual stress analysis in PVD (Ti, Cr) N hard coatings
- Crystal orientation and residual stress in TiN film by synchrotron radiation
- Characterization of thermal and anodic oxide layers on β- and on near-β-titanium alloys for biomedical application
- Micromechanisms and modelling of crack initiation and growth in tool steels: role of primary carbides
- Fatigue crack nucleation at grain boundaries – experiment and simulation
- Fatigue and fracture-induced defect structures of metals investigated by positron microscopy
- Deformation and fracture of Nb/α-Al2O3 composites in compression and bending studied by optical methods
- Dislocation microstructures of single crystal ⟨001⟩ CMSX-4 specimens tensile tested at 700 and 1000°C
- Influence of mechanical surface treatments on the HCF performance of the Ni-superalloy Udimet 720 LI
- Precipitation of β-phase and twinning during deformation of Mg–Al alloy AZ91 at 150 °C after solution treatment
- Nanograin size, high-nitrogen austenitic stainless steels
- Der dynamische SD-Effekt und der Einfluss auf die Fließortkurve
- Einfluss der Umformgeschwindigkeit und -temperatur auf das Fließverhalten metallischer Werkstoffe
- Mean stress sensitivity of sintered iron and steel
- Thermozyklisches Kriechen einer kurzfaserverstärkten Aluminium-Kolbenlegierung
- Strength and ductility of thin Cu wires
- Modeling of deformation behavior of copper under equal channel angular pressing
- Reaktionssintern von AlMg–MgO zur Herstellung von Bauteilen auf Spinellbasis
- Determination of the local oxygen distribution in a commercial titanium alloy by 3-dimensional atom probe
- Phase diagram of the Al–Cu–Fe quasicrystal-forming alloy system
- Notifications/Mitteilungen
- Personal/Personelles
- Books/Bücher
- Conferences/Konferenzen
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Articles/Aufsätze
- Bedeutung von Eigenspannungsabbau und mikrostrukturellen Veränderungen für die Lebensdauervorhersage schwingbeanspruchter Schweißverbindungen
- Factors affecting cyclic lifetime of EB-PVD thermal barrier coatings with various bond coats
- Depth-resolved X-ray residual stress analysis in PVD (Ti, Cr) N hard coatings
- Crystal orientation and residual stress in TiN film by synchrotron radiation
- Characterization of thermal and anodic oxide layers on β- and on near-β-titanium alloys for biomedical application
- Micromechanisms and modelling of crack initiation and growth in tool steels: role of primary carbides
- Fatigue crack nucleation at grain boundaries – experiment and simulation
- Fatigue and fracture-induced defect structures of metals investigated by positron microscopy
- Deformation and fracture of Nb/α-Al2O3 composites in compression and bending studied by optical methods
- Dislocation microstructures of single crystal ⟨001⟩ CMSX-4 specimens tensile tested at 700 and 1000°C
- Influence of mechanical surface treatments on the HCF performance of the Ni-superalloy Udimet 720 LI
- Precipitation of β-phase and twinning during deformation of Mg–Al alloy AZ91 at 150 °C after solution treatment
- Nanograin size, high-nitrogen austenitic stainless steels
- Der dynamische SD-Effekt und der Einfluss auf die Fließortkurve
- Einfluss der Umformgeschwindigkeit und -temperatur auf das Fließverhalten metallischer Werkstoffe
- Mean stress sensitivity of sintered iron and steel
- Thermozyklisches Kriechen einer kurzfaserverstärkten Aluminium-Kolbenlegierung
- Strength and ductility of thin Cu wires
- Modeling of deformation behavior of copper under equal channel angular pressing
- Reaktionssintern von AlMg–MgO zur Herstellung von Bauteilen auf Spinellbasis
- Determination of the local oxygen distribution in a commercial titanium alloy by 3-dimensional atom probe
- Phase diagram of the Al–Cu–Fe quasicrystal-forming alloy system
- Notifications/Mitteilungen
- Personal/Personelles
- Books/Bücher
- Conferences/Konferenzen
