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The effect of microstructure

Low cycle fatigue in some single phase and biphasic stainless steels
  • Jacques Stolarz
Veröffentlicht/Copyright: 26. Mai 2013
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Materials Testing
Aus der Zeitschrift Materials Testing Band 46 Heft 6

Abstract

The influence of microstructural parameters on low cycle fatigue damage in some single phase and biphasic stainless steels has been studied. In a single phase austenitic steel, the fatigue life increase with decreasing grain size is attributed to the positive effect of microstructural barriers in the bulk. In a metastable austenitic steel, the grain size of the initial microstructure has a combined influence on the volume fraction of martensite formed during cyclic loading and on the fatigue life. In this case, the beneficial effect of grain refinement is indirect because all cracks grow in the martensite. Possible damage patterns in a cluster of grains with different properties are discussed using the example of a duplex austenitic-ferritic steel. It is demonstrated that the propagation behaviour of short cracks related to the resistance of microstructural barriers in the bulk has a decisive influence on the fatigue life. The macroscopic fatigue resistance is thus controlled by damage events at the microstructure size scale.

Kurzfassung

Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungen zum Einfluss der mikrostrukturellen Eigenschaften auf das Versagen infolge Low-Cycle-Fatigue präsentiert. In einem einphasigen hochlegierten austenitischen Stahl nimmt die Lebensdauer mit abnehmender Korngröße zu, was sich auf mikrostrukturelle Barrieren zurückführen lässt. In einem metastablien austenitischem Stahl hat die Korngröße des ursprünglichen Gefüges einen kombinierten Einfluss auf den Volumenanteil des gebildeten Martensits, der während der zyklischen Beanspruchung gebildet wird, und auf die Lebensdauer an sich. In diesem Fall wirkt sich der kornfeinende Effekt indirekt aus, da sich das Wachstum aller Risse im Martensit abspielt. Mögliche Schädigungsabschnitte in einem Cluster von Körnern werden exemplarisch an einem austenitisch-ferritischen Duplexstahl diskutiert. Es wird gezeigt, dass das mit mikrostrukturellen Barrieren in der Umgebung zusammenhängende Wachstumsverhalten kurzer Risse einen entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer hat. Die makrosokopische Resistenz gegenüber einer schwingenden Beanspruchung wird also durch Schädigungsereignisse mit mikrostruktureller Größenordnung bestimmt.

Dr. Jacques Stolarz, born in 1958, studied at the Academy of Mining and Metallurgy of Cracow, Poland. In 1990 he received his PhD at the Ecole des Mines, Saint-Etienne, France. He got his habilitation 2000 at the University of Lille. At present he has been working as assistant professor in the SMS division of the Ecole des Mines des Saint-Etienne. His research fields are cyclic plasticity, low cycle fatigue and corrosion-deformation interactions.

References

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Published Online: 2013-05-26
Published in Print: 2004-06-01

© 2004, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Inhalt/Contents
  2. Inhalt
  3. Fachbeiträge/Technical Contributions
  4. The effect of microstructure
  5. Fatigue of anisotropic materials
  6. The influence of stress
  7. Fatigue damage accumulation around notches
  8. Refraction computed tomography
  9. Sensitivity of penetrant and magnetic particle testing
  10. Oberflächenprüfungen automatisieren
  11. Vorschau/Preview
  12. Vorschau
https://doi.org/10.3139/120.100587

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  2. Inhalt
  3. Fachbeiträge/Technical Contributions
  4. The effect of microstructure
  5. Fatigue of anisotropic materials
  6. The influence of stress
  7. Fatigue damage accumulation around notches
  8. Refraction computed tomography
  9. Sensitivity of penetrant and magnetic particle testing
  10. Oberflächenprüfungen automatisieren
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