Influence of temperature on the course of strain energy accumulation in GX12CrMoVNbN9-1 cast steel under low cycle loading conditions

• Autorzy: Golański G. , Mroziński S.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury na przebieg kumulacji energii odkształcenia w staliwie GX12CrMoVNbN9-1 w warunkach niskocyklowego obciążenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper determines the influence of controlled strain and temperature on the fatigue life of martensitic GX12CrMoVNbN9-1 cast steel. The fatigue life of the examined cast steel has been shown from the energy-based point of view. Fatigue tests were carried out for five levels of total strain amplitude εac amounting to: 0.25; 0.30; 0.35; 0.50 and 0.60% and for three temperatures (room temperature, 550 and 600°C). Performed research has proved that in the energy-based approach the investigated cast steel is characterized by changes in the cyclic properties. Moreover, it has been shown that the temperature of study influences the elementary value of strain energy significantly. This influence is slight in the area of large strains and increases as the level of cyclic strains decreases. It has also been noted that the value of cumulated energy depends on the temperature of study and level of strain. This effect is observable for the examined cast steel at room temperature and disappears at elevated temperature.

PL

W pracy określono wpływ kontrolowanego odkształcenia i temperatury na wytrzymałość zmęczeniową martenzytycznego staliwa GX12CrMo-VNbN9-1. Wytrzymałość zmęczeniową badanego staliwa przedstawiono w ujęciu energetycznym. Badania zmęczeniowe przeprowadzono dla pięciu poziomów amplitudy odkształcenia całkowitego εac wynoszących: 0,25; 0,30; 0,35; 0,50 i 0,60% oraz trzech wartości temperatury (pokojowej, 550 i 600°C). Przeprowadzone badania wykazały, że w ujęciu energetycznym badane staliwo cechują zmiany cyklicznych właściwości. Ponadto wykazano, że temperatura badania istotnie wpływa na wartość jednostkową energii odkształcenia. Wpływ ten jest niewielki w obszarze dużych odkształceń i wzrasta w miarę obniżania poziomu odkształceń zmiennych. Stwierdzono, że wartość energii skumulowanej zależy od temperatury badania i poziomu odkształcenia. Efekt ten dla badanego staliwa jest widoczny w temperaturze pokojowej, natomiast w temperaturze podwyższonej zanika.

Słowa kluczowe

EN

low cycle fatigue; martensite cast steel; energy criterion; cyclic properties

PL

niskocyklowe zmęczenie; staliwo martenzytyczne; kryterium energetyczne; właściwości cykliczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 2
• Strony: 90--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Golański G.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska

autor

Mroziński S.

• Wydział Inżynierii Mechanicznej, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Bibliografia

• [1] Kocańda S., Kocańda A.: Niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa metali. PWN, Warszawa (1989).
• [2] Feltner C. E., Morrow J. D.: Microplastic strain hysteresis energy as a criterion for fatigue fracture. Journal Basic Engineering ASME March (1961) 15÷22.
• [3] Ellyin F., Kujawski D.: Plastic strain energy in fatigue failure. Journal Pressure Vessel Technology Translation ASME 106 (1984) 342÷347.
• [4] Gołoś K.: Plastic strain energy under cyclic multiaxial states of stress. Mechanika Teoretyczna i Stosowana 1 (26) (1988) 171÷177.
• [5] Mroziński S., Topoliński T.: New energy model of fatigue damage accumulation and its verification for 45-steel. Journal of Theoretical and Applied Mechanics 2 (37) (1999) 223÷239.
• [6] Gołoś K.: Trwałość zmęczeniowa stali w ujęciu energetycznym. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej Mechanika 123, Warszawa (1989).
• [7] Gołoś K., Ellyin F.: A total strain energy theory for cumulative fatigue damage. Journal of Pressure Vessel Technology Translation ASME 110 (1988) 35÷41.
• [8] Łagoda T.: Energetyczne modele trwałości zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych w warunkach jednoosiowych i wieloosiowych obciążeń losowych. Studia i monografie 121, Wyd. Politechniki Opolskiej, Opole (2001).
• [9] Smith K. N., Watson P., Topper T. H.: A stress-strain function for the fatigue of metals. Journal Materials 5 (1970) 767÷776.
• [10] Kaleta J.: Doświadczalne podstawy formułowania energetycznych hipotez zmęczeniowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Monografia nr 24, Wrocław (1998).
• [11] Kaleta J., Korabik A.: Kumulacja energii odkształcenia plastycznego w procesie nisko- i wysokocyklowego zmęczenia mosiądzu M63. XV Sympozjum Mechanika Eksperymentalna Ciała Stałego, Jachranka k. Warszawy, (1992) 119÷122.
• [12] Szala J.: Hipotezy sumowania uszkodzeń zmęczeniowych. Wyd. Uczeln. ATR w Bydgoszczy, Bydgoszcz (1988).
• [13] Golański G., Werner K., Mroziński S.: Low cycle fatigue of GX12CrMoVNbN9-1 cast steel at room temperature. Advanced Materials Research 291-294 (2011) 1106÷1109.