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Thermal fatigue life prediction

Verification of Coffin-Mansons’s law in the phase transformation range of ferrite matrix ductile cast iron
  • Morihito Hayashi
Published/Copyright: March 5, 2022
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Materials Testing
From the journal Materials Testing Volume 46 Issue 7-8

Abstract

For clarifying the behavior of thermal fatigue and verifying the role of Coffin-Manson’s law in thermal fatigue, out-of phase type thermal fatigue tests were carried out on ferritic ductile cast iron. As a result of the tests, the dependence of thermal fatigue life and the plastic strain produced in each cycle on cyclic peak temperature and the dependence of thermal fatigue life on cyclic plastic strain were made clear. Particularly, the exponent and the coefficient in the latter relationship, i.e. Coffin-Manson’s law, are kept constant over all ranges, including the phase transformation range. And it shows that the thermal fatigue life can be predicted by tensile the properties of specimens at room temperature. By the way, the microstructure and the fracture surface of failed specimens were observed and the mechanism of thermal fatigue is discussed here.

Summary

Um das Verhalten bei thermischer Ermüdungsbeanspruchung zu klären und um das Coffin-Manson Gesetz zu verifizieren, wurden thermale Ermüdungsversuche mit ferritischen Gusseisen durchgeführt. Als Ergebnisse dieser Tests wurden die Abhängigkeit der thermischen Ermüdungsfestigkeit und der plastischen Dehnung innerhalb jeden Lastwechsels von der zyklischen Spitzentemperatur sowie die Abhängigkeit der thermischen Ermüdungsfestigkeit von der zyklischen plastischen Dehnung geklärt. Insbesondere wurden der Exponent und der Koeffizient im Coffin-Manson Gesetz über alle Bereiche, einschließlich der der Phasentransformation, konstant gehalten. Es stellte sich heraus, dass die thermische Ermüdungsfestigkeit anhand der Festigkeitseigenschaften bei Raumtemperatur vorausgesagt werden kann. Darüber hinaus wurden die Gefüge und die Bruchoberfläche der Proben untersucht und es wird der Mechanismus der thermischen Ermüdung diskutiert.

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Published Online: 2022-03-05
Published in Print: 2004-07-01

© 2004 Carl Hanser Verlag, München

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