W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych w próbkach o przekroju poprzecznym prostokątnym, wykonanych ze stopu aluminium PA6 przy cyklicznym zginaniu. W próbkach zostały wykonane ostre i łagodne jednostronne karby. Badania doświadczalne przeprowadzono na maszynie zmęczeniowej MZGS-100 w zakresie niskiej i wysokiej liczby cykli, przy współczynniku asymetrii cyklu R =-1. Wyniki badań przedstawiono w postaci wykresów długości pęknięć zmęczeniowych o, w funkcji liczby cykli N oraz prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych w funkcji zakresu zmian współczynnika intensywności naprężeń ΔKI.
EN
The paper presents experimental tests results of the fatigue crack growth in PA6 aluminium alloy under cyclic bending in specimens with rectangular cross-section. The specimens were weakened by sharp and blunt one-sided notches. The tests were performed on the fatigue test stand MZGS-100 in the Iow and high cycle fatigue regime for the stress ratio R =-1. The test results were described on graphs of the fatigue crack length o versus numbers of cycles N and of the fatigue crack growth rate versus changes of the stress intensity factor range ΔKI.
The paper describes the influence of annealing temperature on the change in the structure and cracks growth and fatigue life in the bimetal titanium–carbon steel obtained by explosive welding (cladding). Cyclic bending test was performed for different levels of annealing temperature on specimens of the bimetal having a rectangular cross-section and a fatigue crack growth was measured by microscopy. Structure changes of carbon steel, titanium and explosively welded area induced a different hardness distribution. It discloses the relationship between the level of the annealing temperature, the propagation of fatigue cracks, changes in the structure and hardness level.
PL
Celem pracy było zbadanie zmian strukturalnych oraz trwałości zmęczeniowej po cyklicznym zginaniu bimetalu stal–tytan poddanego uprzednio wygrzewaniu w różnej temperaturze.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych i prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych przy cyklicznym zginaniu próbek ze stopów aluminium PA6 i PA7 bez utwardzenia wydzieleniowego i po nim. Badania przeprowadzono na maszynie zmęczeniowej MZGS-100, w zakresie wysokiej liczby cykli, przy współczynniku asymetrii cyklu R = −1. Rozwój pęknięć zmęczeniowych mierzono na powierzchni bocznej próbek za pomocą mikrometru i lunety o powiększeniu 25×, z dokładnością nie mniejszą niż 0,01 mm. Wyniki badań doświadczalnych opisano na wykresach prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych w funkcji zakresu współczynnika intensywności naprężenia ΔK za pomocą związku Parisa. Związek ten w sposób zadowalający opisuje wyniki uzyskane doświadczalnie.
EN
Presented are results of experimental tests of the fatigue crack development and crack growth rate under cyclic bending of the PA6 and PA7 aluminum alloy specimens in non-hardened and in precipitation hardened condition. The tests were performed on the fatigue test stand MZGS-100 in the high cycle fatigue regime for the stress ratio R = −1. The fatigue crack growth was measured on the side surface of specimens with use the micrometer and the microscopic telescope of 25-time magnification, with accuracy reaching 0.01 mm. The test results were described on graphs of the fatigue crack growth rate versus changes of the stress intensity factor range ΔK with use of the Paris equation. This relationship satisfactorily describes the results obtained experimentally.
Praca zawiera wyniki badań rozwoju pęknięć zmęczeniowych w dwóch stopach aluminium o podobnej mikrostrukturze. Próbki miały karb zewnętrzny, jednostronny o głębokości 2 mm, z promieniem zaokrąglenia dna karbu ρ = 0,2 mm (rys. 2). Do badań wybrano stopy PA6 (EN AW-2017A) i PA7 (EN AW- 2024) zaliczane do stopów o mikrostrukturze α, zawierające fazę międzymetaliczną Al2Cu. Badania doświadczalne rozwoju pęknięć zmęczeniowych prowadzono przy cyklicznym zginaniu na maszynie zmęczeniowej MZGS-100. Próbki jednostronnie utwierdzone poddawano zginaniu przy stałej amplitudzie momentu zginającego Ma = 7,92 N·m, co odpowiadało nominalnej amplitudzie naprężenia normalnego σa = 92,8 MPa. Badania zmęczeniowe wykonano w zakresie wysokiej liczby cykli przy współczynniku asymetrii cyklu R = –1 i częstotliwości obciążenia 28,4 Hz. Przyrosty długości pęknięć mierzono za pomocą mikrometru umieszczonego na mikroskopie przy powiększeniu 25 razy i dokładności 0,01 mm. W tym samym czasie rejestrowano liczbę cykli obciążenia. Wyniki badań zmęczeniowych przy cyklicznym zginaniu przedstawiono na wykresach długości pęknięć a w funkcji liczby cykli N (rys. 5) oraz prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych da/dN w funkcji zakresu zmian współczynnika intensywności naprężenia ΔK (rys. 6). Pękanie próbek ze stopów aluminium o mikrostrukturze fazy α zachodzi w płaszczyźnie poślizgu przy naprężeniu stycznym prawie niezależnym od orientacji przestrzennej ziarna. Różne powiększenia pęknięć dobrano tak, aby przedstawić drogę głównego pęknięcia około 0,7 mm (rys. 3a, 4a). Rysunki 3b i 4b przedstawiają końcowe długości pęknięć, około 250 μm, powiększone fragmenty rysunków 3a i 4a w celu analizy rozwoju tych pęknięć. Obserwowano wpływ mikrostruktury na ścieżki pękania w próbkach. Na przełomach obserwowano transkrystaliczne pęknięcia przez ziarna fazy α.
EN
The paper contains the research results on the fatigue crack growth in two aluminium alloys with similar microstructure. The specimens had an external, unilateral notch 2 mm deep with a root radius ρ = 0.2 mm (Fig. 2). The chosen PA6 (EN AW-2017A) and PA7 (EN AW-2024) alloys belongs to the α-type alloys and contain the Al2Cu phase. The tests of the fatigue crack growth were performed under cyclic bending at the MZGS-100 fatigue test stand. Unilaterally restrained specimens were subjected to cyclic bending at the constant amplitude moment Ma = 7.92 N·m which correspond to the nominal amplitude of normal stress σa = 92.8 MPa. The fatigue tests were carried out in the high cycle fatigue for the stress ratio R = –1 and the loading frequency 28.4 Hz. The fatigue crack increments were measured with a micrometer located in the portable microscope with magnification of 25 times and accuracy 0.01 mm. At the same time, a number of loading cycles N was registered. The test results under cyclic bending were shown as graphs of the crack length a versus the number of cycles N (Fig. 5) and fatigue crack growth rate da/dN versus changes of stress intensinty factor range ΔK (Fig. 6). Cracks of the specimens made of aluminium alloys of phase α microstructure occur on the slip plane under the shear stress independent on spatial orientation of the grain. Different magnifications were selected in such a way that they present a path of the main crack, about 0.7 mm in length (Figs. 3a, 4a). Figures 3b, 4b present the final cracks course, about 250 μm in length, cut off from Figures 3a, 4a and magnified in order to analyse the cracks development. The effect of the microstructure on the crack paths in specimens was observed. Transcrystalline cracks through grains of the α phase have been usually observed on the fractures.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.