Wpływ warunków kriogenicznych na krytyczne rozwarcia wierzchołka szczeliny stopu aluminium AA2519

• Autorzy: Kotyk Maciej , Ziółkowski Wojciech , Stachowiak Radosław , Swacha Piotr

Identyfikatory

DOI

10.37660/dme.2021.17.9.3

Warianty tytułu

EN

Influence of cryogenic conditions on the crack tip opening displacement of AA2519 aluminum alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zasadniczy cel badania to wyznaczenie wartości CTOD dla aluminium AA2519 w warunkach otoczenia i w warunkach kriogenicznych. Było to potrzebne, aby określić wpływ wspomnianych warunków temperaturowych na badany stop. Badanie pozwalające na podjęcie próby wyznaczenia wartości CTOD analizowanego stopu przeprowadzono w kilku etapach. Pierwszym etapem było przygotowanie próbek CT. Następnie przystąpiono do generowania pęknięcia zmęczeniowego. Ostatecznie każdą z próbek obciążano monotonicznie narastającym obciążeniem aż do utworzenia się zawiasu plastycznego lub całkowitego odseparowania poszczególnych części próbek. W pracy zaprezentowano podstawę teoretyczną oraz przyjętą metodykę badawczą. Przedstawiono uzyskane wyniki badań oraz dokonano analizy wybranych parametrów materiałowych. Dzięki przeprowadzonej analizie zaobserwowano wpływ warunków kriogenicznych na wartość parametru CTOD. Udało się ponadto zebrać wyniki umożliwiające w przyszłości analizę materiału Al-Ti, którego jednym z materiałów bazowych jest badany stop aluminium.

EN

Basically, the aim of the study was to determine the value CTOD of AA2519 aluminum alloy under ambient and cryogenic conditions. The research of CTOD was carried out in several stages. The first step was to prepare the CT sample. Then, the generation of the fatigue crack was started. Finally, the sample was loaded to separate individual parts. The work presents practical research methods. The obtained test results were presented and the material parameters were analyzed. By carrying out an research in cryogenic conditions on the value of the CTOD parameter it wili be possible to collect results for Al-Ti comosite material, the starting material of which is an aluminum alloy being tested.

Słowa kluczowe

PL

CTOD; RWP; wpływ warunków otoczenia; mechanika pękania; pękanie zmęczeniowe; aluminium

EN

CTOD; RWP; influence of environmental conditions; fracture mechanics; fatigue cracking; aluminum

• Wydawca: Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Bydgoskiej im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich
• Czasopismo: Developments in Mechanical Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 17(9)
• Strony: 33--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kotyk Maciej

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Polska

autor

Ziółkowski Wojciech

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Polska

autor

Stachowiak Radosław

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Polska

autor

Swacha Piotr

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Polska

Bibliografia

• [1] Boroński, D., Kotyk, M., “Measurement method of crack length in compact tension type specimens made from the Al-Ti layered material”, Probl. Eksploat. 3(3), (2016), 17–26.
• [2] Boroński, D., Kotyk, M., Maćkowiak, P., “Fracture Toughness of Explosively Welded Al/Ti Layered Material in Cryogenic Conditions”, Procedia Struct. Integr. 2, (2016), 3764–3771, doi: 10.1016/j.prostr.2016.06.468.
• [3] Boroński, D., Kotyk, M., Maćkowiak, P., “Crack initiation and growth analysis in explosively welded AA2519-AA1050-Ti6Al4V layered material in ambient and cryogenic conditions”, Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci. 232(8), (2018), 1470–1480, doi: 10.1177/0954406217741516.
• [4] Boroński, D., Kotyk, M., Maćkowiak, P., Śnieżek, L., “Mechanical properties of explosively welded AA2519-AA1050-Ti6Al4V layered material at ambient and cryogenic conditions”, Mater. Des. 133, (2017), 390–403, doi: 10.1016/j.matdes.2017.08.008.
• [5] “BS 7448-1:1991 – Fracture mechanics toughness tests. Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of metallic materials”.
• [6] Donato, G.H.B., Ruggieri, C., “Estimation procedure for J and CTOD fracture parameters using three-point bend specimens”, Proceedings of the Biennial International Pipeline Conference, IPC, 3A, 149–158, 2007, doi: 10.1115/ipc2006-10165.
• [7] Fisher, J.J., Kramer, L.S., Pickens, J.R., “Aluminum alloy 2519 in military vehicles”, Adv. Mater. Process. 160(9), (2002), 43–46.
• [8] Han, K., Shuai, J., Deng, X., Kong, L., Zhao, X., Sutton, M., “The effect of constraint on CTOD fracture toughness of API X65 steel”, Eng. Fract. Mech. 124–125, (2014), 167–181, doi: 10.1016/j.engfracmech.2014.04.014.
• [9] Kłysz, S., "Podstawy mechaniki pękania i wytrzymałości zmęczeniowej materiałów”, Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa 2015.
• [10] Kotyk, M., "Badanie odporności na pękanie stupu aluminium AA2519 w warunkach otoczenia i w warunkach kriogenicznych”, XVI Kraj. Konf. Mech. Pękania Bydgoszcz-Fojutowo, 2017.
• [11] Kotyk, M., "Analiza odporności na pękanie materiału warstwowego Al-Ti”, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Bydgoszcz 2018.
• [12] Kotyk, M., “Analytic model of maximal experimental value of stress intensity factor Kq for AA2519–AA1050–Ti6Al4V layered material”, Materials (Basel). 13(19), (2020), 1–17, doi: 10.3390/ma13194439.
• [13] Kotyk, M., Boroński, D., Maćkowiak, P., “The influence of cryogenic conditions on the process of AA2519 aluminum alloy cracking”, Materials (Basel). 13(7), (2020), doi: 10.3390/ma13071555.
• [14] Najwer, M., Niesłony, P., “Microhardness and strength properties of metallic joint AA2519-AA1050-Ti6Al4V after various heat treatments”, Procedia Eng. 149, (2016), 346–351, doi: 10.1016/j.proeng.2016.06.677.
• [15] Płonka, B., et al., “Studies of the aa2519 alloy hot rolling process and cladding with en aw-1050a alloy”, Arch. Metall. Mater. 61(1), (2016), 381–388, doi: 10.1515/amm-2016-0070.
• [16] Szachogluchowicz, I., Śnieżek, L., Hutsaylyuk, V., “Low cycle fatigue properties of AA2519-Ti6Al4V laminate bonded by explosion welding”, Eng. Fail. Anal. 69, (2016), 77–87, doi: 10.1016/j.engfailanal.2016.01.001.
• [17] Tagawa, T., et al., “Difference between ASTM E1290 and BS 7448 CTOD estimation procedures”, Weld. World 54(7–8), (2010), R182–R188, doi: 10.1007/BF03263504.
• [18] Wang, P., Hu, M., Dang, E., “Study on CTOD fracture toughness of welded joint of X80 marine drilling riser”, Adv. Mater. Res. 228–229, (2011), 1163–1168, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.228-229.1163.
• [19] Zuiko, I., Gazizov, M., Kaibyshev, R., “Superplasticity of an AA2519 aluminum alloy”, Mater. Sci. Forum, 838–839, (2016), 278–284, doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.838-839.278.