Hodnocení vnějšího stínění špice trhliny v austenitické oceli v okolí prahové hodnoty

Assessment of Extrinsic Crack Tip Shielding in Austenitic Steel near Fatigue Threshold

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

en

Asymmetric arrangements of stored crack-wake dislocations and low values of the size ratio SR, the plastic zone size / the characteristic microstructural distance, were found to be of basic importance for the shear misfit of crack flanks causing the roughness-induced crack closure in case of plain strain conditions. The crack wake dislocations produce also the plasticity induced crack closure as a result of a near-tip mismatch perpendicular to crack flanks. According to a recently published theoretical concept, an estimation of these extrinsic shielding effects in the threshold re-gion of fatigue crack propagation was made for austenitic steel of Japan provenience. Related fa-tigue experiments were based on a standard load shedding technique associated with monitoring of the crack closure level. The surface roughness was analysed by means of the optical chromatogra-phy that enables a 3D reconstruction of fracture morphology. Calculated and measured effective threshold values of about 2.2 MPa.m1/2 are practically identical. Total levels of the extrinsic tough-ening induced by the austenitic microstructure are rather low when compared to those identified in ferritic- and ferritic-austenitic steels.

Asymetrické uspořádání trhlinou iniciovaných dislokací s nízkými hodnotami SR (poměr velikosti plastické zóny / charakteristická mikrostrukturní délka) bylo zjištěno, že základní význam pro smykové namáhání trhlin jezpůsobena drsnostně indukovaným zavíráním trhliny v případě podmínek rovnnné deformace. Iniciace dislokací probíhá také pomocí plasticky zavírání trhliny v důsledku nesymetrie kolmo k plochám trhliny. Podle nedávno zveřejněné teoretického konceptu, byl odhad těchto vnějšími stínícími efekty v prahové oblasti na šíření únavových trhlin z austenitické oceli z japonské provenience. Související únavové testy byly založeny na standardním postupu spojené s monitorováním úrovně zavírání trhkliny. Drsnost povrchu byla analyzován pomocí optické chromatografie, která umožňuje 3D rekonstrukce lomové morfologie. Vypočtené a naměřené efektivní prahové hodnoty o 2,2 MPa.m1 / 2 jsou prakticky identické. Celkové úrovně indukované austenitické mikrostruktury jsou poměrně nízké ve srovnání s uvedeným ve feritické a feriticko-austenitické oceli.

Asymmetric arrangements of stored crack-wake dislocations and low values of the size ratio SR, the plastic zone size / the characteristic microstructural distance, were found to be of basic importance for the shear misfit of crack flanks causing the roughness-induced crack closure in case of plain strain conditions. The crack wake dislocations produce also the plasticity induced crack closure as a result of a near-tip mismatch perpendicular to crack flanks. According to a recently published theoretical concept, an estimation of these extrinsic shielding effects in the threshold re-gion of fatigue crack propagation was made for austenitic steel of Japan provenience. Related fa-tigue experiments were based on a standard load shedding technique associated with monitoring of the crack closure level. The surface roughness was analysed by means of the optical chromatogra-phy that enables a 3D reconstruction of fracture morphology. Calculated and measured effective threshold values of about 2.2 MPa.m1/2 are practically identical. Total levels of the extrinsic tough-ening induced by the austenitic microstructure are rather low when compared to those identified in ferritic- and ferritic-austenitic steels.

vnější stínění špice trhliny, austenitická ocel, prahová hodnota

Assessment, Extrinsic Crack Tip Shielding, Austenitic Steel, Fatigue Threshold

2008

10.09.2008

TransTech Publication

Seoul

978-0-87849-369-2

Fracture and Damage Mechanics

1

49–52

4