Tytuł artykułu
Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
Zachowanie się blach z austenitycznej stali nierdzewnej poddawanych cyklicznym obciążeniom ścinającym
Języki publikacji
Abstrakty
An austenitic stainless steel has been subjected to large amplitude strain paths containing a strain reversal. During the tests, apart from the stress and the strain also magnetic induction was measured to monitor the transformation of austenitc to martensite. From the in-situ magnetic induction measurements an estimate of the stress partitioning among the phases is determined. When the strain path reversal is applied at low strains, a classical Bauschinger effect is observed. When the strain reversal is applied at higher strains, a higher flow stress is measured after the reversal compared to the flow stress before reversal. Also a stagnation of the transformation is observed, meaning that a higher strain as well as a higher stress than before the strain path change is required to restart the transformation after reversal. The observed behavior can be explained by a model in which for the martensitic transformation a stress induced transformation model is used. The constitutive behavior of both the austenite phase and the martensite is described by a Chaboche model to account for the Bauschinger effect. In the model mean-field homogenization of the material behavior of the individual phases is employed to obtain a constitutive behavior of the two-phase composite. The overall applied stress, the stress in the martensite phase and the observed transformation behavior during cyclic shear are very well reproduced by the model simulations.
Próbki z austenitycznej stali nierdzewnej poddawano od-kształceniom o dużej amplitudzie i przeciwnych zwrotach. W przeprowadzonych doświadczeniach, poza pomiarem naprężenia i odkształcenia, mierzono również indukcję magnetyczną do monitorowania przemiany austenitu w martenzyt. Dzięki bezpośrednim pomiarom indukcji magnetycznej możliwe było oszacowanie wielkości naprężenia w poszczególnych fazach materiału. Przy małych odkształceniach, dla przeciwnego zwrotu, obserwowany jest klasyczny efekt Bauschingera. Gdy dokonywana jest zmiana zwrotu przy większych odkształceniach, mierzone naprężenie jest większe niż przed zmianą. Obserwowana jest również stagnacja przemiany fazowej, to znaczy, że potrzebne jest wyższe odkształcenie i naprężenie niż przed zmianą ścieżki odkształcania aby ponownie zaczęła się przemiana po zmianie. Zaobserwowane zachowanie można opisać modelem, w którym dla przemiany martenzytycznej ma zastosowanie model naprężenia indukowanego przemianą. Zachowanie konstytutywne austenitu i martenzytu zostało opisane modelem Chaboche'a uwzględniającym efekt Bauschingera. W modelu wykorzystano metodę homogenizacji dla opisu materiału i faz, otrzymując konstytutywny model zachowania się dwu-fazowego kompozytu. Przyłożone naprężenie, naprężenie w fazie martenzytu i obserwowane zachowanie się podczas przemiany w trakcie cyklicznego ścinania zostało bardzo dobrze odtworzone w symulacjach modelu.
Słowa kluczowe
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
13--22
Opis fizyczny
Bibliogr. 33 poz., rys.
Twórcy
autor
- Universiteit Twente, Engineering Technology, POBox 217, 7500AE Enschede, Netherlands
autor
- Universiteit Twente, Engineering Technology, POBox 217, 7500AE Enschede, Netherlands
autor
- Universiteit Twente, Engineering Technology, POBox 217, 7500AE Enschede, Netherlands
Bibliografia
- Armstrong, P. J., Frederick, C. O., 1966, A Mathematical Representation of the Multiaxial Bauschinger Effect, Tech. Rep. RD/B/N 731, CEGB.
- Berrahmoune, M. R., Berveiller, S., Inal, K., Patoor, E., 2006, Delayed Cracking in 301LN Austenitic Steel after Deep Drawing: Martensitic Transformation and Residual Stress Analysis, Mat Sci Eng A-Sruct, 438-440, 262-266.
- Bowles J. S., MacKenzie, J. K., 1954, The Crystallography of Martensitic Transformations I and II, Acta Metall Mater, 2, 129-147.
- Chaboche., J. L., 1986, Time Independed Constitutive Theories for Cyclic Plasticity, Int J Plasticity, 2, 149-188.
- Delannay, L., Jacques, P. J., Pardoen, T., 2008, Modelling of the Plastic Flow of TRIP-Aided Multiphase Steel Based on an Incremental Mean-Field Approach, Int J Solids Struct, 45, 1825 1843.
- Diani, J. M„ Parks, D. M., 1998, Effects of Strain State on the Kinetics of Strain-Induced Martensite in Steels, J Mech Phys Solids, 46, 1613 1635.
- Doghri, I., Ouaar, A., 2003, Homogenization of Two-Phase Elasto-Plastic Composite Materials and Structures: Study of Tangent Operators, Cyclic Plasticity and Numerical Algorithms, Int J Solids Struct, 40, 1681-1712.
- Gallee, S., Manach, P. Y., Thuillier, S., 2007, Mechanical Behavior of a Metastable Austenitic Stainless Steel under Simple and Complex Loading Paths, Mat Sci Eng A-Sruct,466,47 55.
- Geijselaers, Ft. J. M., Perdahcioğlu, E. S., 2009, Mechanically Induced Martensitic Transformation as a Stress Driven Process, Scripta Mater, 60, 29-31.
- Hallberg, H., Hakansson, P., Ristinmaa, M., 2007, A Constitutive Model for the Formation of Martensite in Austenitic Steels under Large Strain Plasticity, Int J Plasticity, 23, 1213-1239.
- Hamasaki, H., Ishimaru, E., Yoshida, F., 2014, Cyclic Stress-Strain Response and Martensite Transformation Behavior for Type 304 Stainless Steel, Appl Mech Mater, 510, 114-117.
- Han. H. N., Lee, C. G., Oh, C. S„ Lee, T.-H., Kim, S. J., 2004, A Model for Deformation Behavior and Mechanically Induced Martensitic Transformation of Metastable Austenitic Steel, Acta Mater, 52, 5203 5214.
- Hill, R., 1965, A Self-Consistent Mechanics of Composite Materials, J Mech Phys Solids, 13, 213-222.
- Kubler, R. F., Berveiller, M., Buessler, P., 2011, Semi Phenomenological Modelling of the Behavior of TRIP Steels, Int J Plasticity, 27, 299 327.
- Lani, F., Furnemont, Q., Van Rompaey, T., Delannay, F., Jacques, P. J., Pardoen, T., 2007, Multiscale Mechanics of TRIP-Assisted Multiphase Steels: II. Micromechanical Modelling, Acta Mater, 55, 3695-3705.
- Lebedev, A. A., Kosarchuk, V. V., 2000, Influence of Phase Transformations on the Mechanical Properties of Austenitic Stainless Steels, Int J Plasticity 16, 749 767.
- Lielens, G., Pirotte, P., Couniot, A., Dupret, F., Keunings, R., 1998, Prediction of Thermo-Mechanical Properties for Compression Moulded Composites, Compos Part A-Appl S, 29, 63 70.
- Maréchal, D., Sinclair, C. W., Dufour, P., Jacques, P. J., Mithieux, J.-D., 2012, In-Situ Measurements of Load Partitioning in a Metastable Austenitic Stainless Steel: Neutron and Magnetomechanical Measurements, Metall Mater Trans A, 43, 4601 4609.
- Mori, T., Tanaka, K, 1973, Average Stress in Matrix and Average Elastic Energy of Materials with Misfitting Inclusions, Acta Metall Mater 21, 571 574.
- Nagy, E., Mertinger, V., Tranta, F., Solyom, J., 2004, Deformation Induced Martensitic Transformation in Stainless Steels, Mat Sci Eng A-Sruct, 378, 308-313.
- Olson, G. B., Cohen, M., 1975, Kinetics of Strain-Induced Martensitic Nucleation, Metall Trans A, 6, 791-795.
- Patel, J. R., Cohen, M., 1953, Criterion for the Action of Applied Stress in the Martensitic Transformation, Acta Metall Mater, 1,531-538.
- Perdahcioğlu, E. S., Geijselaers, H. J. M., 2010, Constitutive Modeling of Two Phase Materials Using the Mean Field Method for Homogenization, International Journal of Materials Forming, 4, 93-102.
- Perdahcioğlu, E. S., Geijselaers, H. J. M., 2012, A Macroscopic Model to Simulate the Mechanically Induced Martensitic Transformation in Metastable Austenitic Stainless Steels, Acta Mater, 60, 4409^1419.
- Perdahcioğlu, E. S., Geijselaers, H. J. M., Groen, M., 2008a, Influence of Plastic Strain on Deformation-Induced Mar-tensitic Transformations, Scripta Mater, 58, 947-950.
- Perdahcioğlu, E. S., Geijselaers, H. J. M., Huetink, J., 2008b, Influence of Stress State and Strain Path on Deformation Induced Martensitic Transformations, Mat Sci Eng A-Sruct, 481-482, 727 731.
- Post, J., Nolles, H., Datta, K., Geijselaers, H. J. M., 2008, Experimental Determination of the Constitutive Behaviour of a Metastable Austenitic Stainless Steel, Mat Sci Eng A-Sruct, 498, 179-190.
- Spencer, K., Conlon, K. T., Brechet, Y., Embury, J. D., 2009, The Strain Induced Martensite Transformation in Austenitic Stainless Steels Part 2 - Effect of Internal Stresses on Mechanical Response, Mater Sci Tech Ser, 25, 18-28.
- Stringfellow, R. G., Parks, D. M., Olson, G. B., 1992, A Constitutive Model for Transformation Plasticity Accompanying Strain Induced Martensitic Transformations in Metastable Austenitic Steels, Acta Metall Mater, 40, 1703 1716.
- Tamura, I., 1982, Deformation Induced Martensitic Transformation and Transformation Induced Plasticity in Steels, Met Sci, 16,245 254.
- Tomita, Y., Iwamoto, T., 1995, Constitutive Modelling of TRIP Steel and its Application to the Improvement of Mechanical Properties, Int J Mech Sci, 37, 1295 1305.
- Venables, J. A., 1962, The Martensite Transformation in Stainless Steel, Philos Mag, 7, 35 44.
- Wechsler, M. S., Lieberman, D. S., Read, T. A., 1953, On the Theory of the Formation of Martensite, AIME Transactions Journal of Metals, 197, 1503-1515.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-f45a2f1f-9ae4-4164-b47d-d7fa73dea3ee