Modelling fatigue crack growth in HAZ of welded area

• Autorzy: Gliha V. , Hutsaylyuk V. , Sniezek L. , Vuherer T.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie inicjacji pęknięć zmęczeniowych w strefie wpływu ciepła złącza spawanego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The small artificial surface defects in the coarse-grain steel are studied. The size of the used defects is smaller than the most relevant microstructural unit of steel, i.e. the average grain size. The samples of coarse-grain steel are prepared using a welding thermal-cycle simulator and a laboratory furnace. The defects are made by indenting with a Vickers pyramid. One of the final results of the defect making is the existence of local residual stresses. The influence of residual stresses on the crack initiation from those artificial defects is discussed in the article.

PL

W pracy dokonano analizy inicjacji pęknięć zmęczeniowych w obrębie defektu powierzchniowego w zamodelowanej strefie wpływu ciepła złącza spawanego elementów ze stali konstrukcyjnej. Próbki z pasmami ziaren o strukturze martenzytycznej wykonano z wykorzystaniem termocyklicznego symulatora spawania oraz pieca laboratoryjnego. Inicjator pękania wykonano w obszarze struktury gruboziarnistej za pomocą wgłębnika twardościomierza Vickersa, uzyskując lokalne spiętrzenie naprężeń. Wielkość uzyskanego odcisku nie przekraczała wielkości pojedynczego ziarna. Badane próbki poddano stałoamplitudowemu zginaniu z częstotliwością f podobne do 115 Hz, przy współczynniku asymetrii R podobne do 0. Otrzymane wyniki badań poddano analizie a pracę zakończono wnioskami.

Słowa kluczowe

EN

welded joint; Vickers indentation; fatigue crack; crack initiation; fatigue strength

PL

złącze spawane; wgłębnik twardościomierza Vickersa; pęknięcie zmęczeniowe; powstawanie pęknięć; wytrzymałość zmęczeniowa

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. LV, nr 4
• Strony: 389--403
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Gliha V.

autor

Hutsaylyuk V.

autor

Sniezek L.

autor

Vuherer T.

• University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Institute for Engineering Design, Smetanova 17 St., Maribor, 2000, Slovenia,

Bibliografia

• [1] Murakami, Y. at al.: Quantitative Evaluation of Effects of Non-Metallic Inclusions on Fatigue Strength of High Strength Steels - I: Basic Fatigue Mechanism and Evaluation of Correlation between the Fatigue Fracture Stress and the Size and Location of Non-Metallic Inclusions, Int. J. of Fatigue, 1989, 9, pp.291-298.
• [2] Murakami, Y., Usuki, H.: Quantitative Evaluation of Effects of Non-Metallic Inclusions on Fatigue Strength of High Strength Steels - II: Fatigue Limit Evaluation Based on Statistics for Extreme Values of Inclusion Size, Int. J. of Fatigue, 1989, 9, pp.299-308.
• [3] Murakami, Y.: Effects of Small Defects and Nonmetallic Inclusions on Fatigue Strength of Metals, JSME International Journal I, 1989, 32, 2, pp. 167-180.
• [4] Miller, K. J.: The Behaviour of Short Fatigue Cracks and Their Initiation Part I and Part II, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., 1987, 10, 1, 75-91 and 2, pp.93-113.
• [5] Yasniy P-V. at al.: Microcrack initiation and growth in heat-resistant 15Kh2MFA steel under cyclic deformation, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., 2005, Vol 28, 4, pp.391-397.
• [6] Kitagawa, H., Takahashi, S.: Applicability of Fracture Mechanics to Very Small Cracks or the Cracks in the Early Stage, 2nd International Conference on the Behaviour of Materials, Boston, ZDA, 1976.
• [7] Verreman, Y, Bailon, J-P, Masounave, J.: Fatigue Life Prediction of Welded Joints A Reassessment, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., 1987, 10, 1, pp. 17-36.
• [8] Gliha V.: The effect of small flaws on the fatigue strength of HAZ at the weld toe. Int. J. mater, prod, technol., 2007, 29, 1/4, pp.297-310.
• [9] Murakami, Y, Endo, M.: Effects of Hardness and Crack Geometries on ΔKth of Small Cracks Emanating from Small Defects, The Behaviour of Short Fatigue Cracks, Edited by K.J.Miller, E.R. de los Rios, Mechanical Engineering Publications, 1986.
• [10] Vuherer T.: Analysis of influence of micro defects on the fatigue strength of coarse grain HAZ in welds, Doctoral thesis, University of Maribor, Faculty for Mechanical Engineering, 2008.
• [11] Courtney T. H.: Mechanical Behavior of Materials, McGraw-Hill, New York, 1999, pp.59-60.