Initiation of Fatigue Cracks in Ultrafine-grained Materials in High-cycle Fatigue Region

Simple item page
dc.contributor.authorKunz, Ludvíkcs
dc.contributor.authorFintová, Stanislavacs
dc.coverage.issue1cs
dc.coverage.volume74cs
dc.date.accessioned2020-08-04T14:57:50Z
dc.date.available2020-08-04T14:57:50Z
dc.date.issued2014-06-25cs
dc.description.abstractInitiation of fatigue cracks in materials with conventional grain (CG) size was investigated very thoroughly in the past. There is an extensive knowledge on the localization of cyclic plasticity and early crack development; however, it cannot be straightforwardly applied to the ultrafine-grained (UFG) structures with the grain size below 1 micrometer, because the crack initiation mechanisms are related to dislocation structures, which cannot develop in UFG materials simply from the size reasons. The paper brings results of an experimental investigation of the cyclic strain localization and crack initiation by means of focused ion beam technique (FIB). Two substantially different materials as regards the crystallographic structure, namely UFG Cu and magnesium alloy AZ91 processed by equal channel angular pressing (ECAP) were investigated and the observed characteristic features of crack initiation were discussed. The observations bring evidence that in the high-cycle fatigue (HCF) region point defects generated by dislocation activity do play very important role in the fatigue crack initiation process in UFG Cu. Fatigue cracks initiate in slip bands which form in areas of near-by oriented grains and are characteristic by surface relief, consisting of extrusions and intrusions. Point defects and formation of cavities and voids along the active slip planes governs the HCF crack initiation. No grain coarsening and development of specific dislocation structure was observed in the regions of crack initiation in UFG Cu. The mechanism of the crack initiation in AZ91 alloy processed by ECAP was found to be similar to that known from CG alloy. The cracks initiate in cyclic slip bands which forms in individual grains due to their relatively large grain size. The initiated cracks propagate along the slip planes in a crystallographic way which corresponds to the quasicleavage mechanism often reported for CG Mg alloys.en
dc.description.abstractIniciace únavových trhlin v materiálu s konvenční velikostí zrna (CG) byla v minulosti zkoumána velmi pečlivě. K dispozici jsou rozsáhlé znalosti o lokalizaci cyklické plastické deformace a rané inicicai trhlin.; nicméně, tyto zanlosti nemůžou být přímo aplikovány na ultra-jemnozrnné (UFG) materiály s velikostí zrna pod 1 mikrometr, protože mechanismy iniciace trhliny jsou spojeny s dislokační strukturou, které se nemohou v UFG materiálech rozvíjet z důvodů malé velikosti zrna. Článek přináší výsledky experimentálního měření lokalizace cyklické plastické deformace a iniciace trhlin a pomocí FIB techniky. Byly zkoumány dva zásadně odlišné materiály, pokud jde o krystalografické struktury, a to UFG Cu a slitina hořčíku AZ91 zpracovány metodou ECAP a byly diskutovány pozorované charakteristiky iniciace trhlin. Výsledky pozorování přinášejí důkazy o tom, že ve ultra-vysoko cyklové únavové oblasti hrají velmi důležitou roli v procesu iniciace únavové trhliny v UFG Cu bodové poruchy generovány pohybem dislokací. Únavové trhliny se iniciují ve skluzových pásech, které set tvoří v oblastech zrn s podobnou orientací a jsou charakteristické reliéfem tvořeným extruzemi a intruzemi. Bodové poruchy a tvorba kavit a dutin podél aktivních skluzových rovin řídí iniciaci únavových trhlin v ultra-vysoko cyklové únavové oblasti. Ani hrubnutí zrna ani vývoj specifických dislokačních struktur nebylo pozorováno v oblastech inicicace trhlin v UFG Cu. Mechanismus Iniciace únavových trhlin v AZ91 slitině zpracované ECAP být podobný tomu, který je známý z CG slitiny. Trhliny se iniciují ve skluzových pásech, které v vzhledem k jejich relativně velké velikosti, vznikají v jednotlivých zrnech. Trhliny se šíří podél skluzové roviny krystalografickým způsobem, který odpovídá quasicleavage mechanismu často pozorovaný u CG Mg slitin.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent2-5cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationProcedia Engineering. 2014, vol. 74, issue 1, p. 2-5.en
dc.identifier.doi10.1016/j.proeng.2014.06.213cs
dc.identifier.issn1877-7058cs
dc.identifier.other110659cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/194737
dc.language.isoencs
dc.publisherElseviercs
dc.relation.ispartofProcedia Engineeringcs
dc.relation.urihttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705814007838cs
dc.rightsCreative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 Unportedcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/1877-7058/cs
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cs
dc.subjectfatigue cracks initiationen
dc.subjectfatigueen
dc.subjectAZ91 magensium alloyen
dc.subjectincicae únavových trhlin
dc.subjectúnava
dc.subjectAZ91 hořčíková slitina
dc.titleInitiation of Fatigue Cracks in Ultrafine-grained Materials in High-cycle Fatigue Regionen
dc.title.alternativeIniciace únavových trhlin v ultra-jemnozrnných materiálech ve vysokocyklové únavové oblastics
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
sync.item.dbidVAV-110659en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2020.08.04 16:57:50en
sync.item.modts2020.08.04 16:15:42en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Středoevropský technologický institut VUT. Pokročilé kovové materiály a kompozity na bázi kovůcs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
1s2.0S1877705814007838main.pdf
Size:
819.49 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
1s2.0S1877705814007838main.pdf
Download
Collections
Pokročilé kovové materiály a kompozity na bázi kovů