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Bend tests and fracture mechanism of TiAl single crystals at 293–1073 K

1988; University of Toronto Press; Volume: 36; Issue: 4 Linguagem: Francês

10.1016/0001-6160(88)90151-4

1878-0768

Takeshi Kawabata, Y. Takezono, T. Kanai, Osamu Izumi,

High-Velocity Impact and Material Behavior

Three point bend tests of TiAl single crystal specimens with [010] and [001] orientations have been performed at 293, 843 and 1073 K. Fracture strains in the [010] specimen are larger than those in the [001] specimen. Fractography shows that the fracture surfaces are constructed from small facets of cleavage fracture on {010}, {001},{110} and {101} (or {011}) planes at all temperatures and specimens tested. Fracture on the {111} slip plane is frequently observed. At room temperature. Wallner lines are observed in both specimens. Fracture on {110}, {001}, {110}), {101} (or {011}) and {111} planes is considered to be caused by dislocation reactions. The reactions to make the sessile dislocations are proposed, which may become the origin of a microcrack on the same planes as the observed ones. The energies of the resultant dislocations are lower than those before the reactions. These resultant dislocations also contribute to the increase of work hardening rate. Nous avons effectué des essais de flexion en trois points sur des échantillons de TiAl monocristallins d'orientations [010] et [001], à 293, 843 et 1073 K. Les déformations à la rupture pour l'échantillon [010] sont supérieures à celles pour léchantillon [001]. La fractographie montre que les surfaces de rupture sont constituées à partir de petites facettes de rupture par clivage sur les plans {010}, {001}, {110} et {101} (ou {011}) quels que soient la température et léchantillon étudiés. La rupture a lieu fréquemment sur les plans de glissement {111}. A la température ambiante, on observe des lignes de Wallner dans les deux échantillons. Nous pensons que la rupture sur les plans {010}, {001}, {110}, {101} (ou {011}) et {111} est dûe à des réactions de dislocations. Nous proposons les réactions qui produisent les dislocations sessiles et peuvent être à l'origine d'une microfissure sur les mêmes plans que ceux que l'on observe. L'énergie des dislocations résultantes est inférieure à lénergie des dislocations d'origine. Ces dislocations résultantes contribuent également à l'accroissement de la vitesse de durcissement. Dreipunkt-Biegeversuche wurden an TiAl-Einkristallproben mit [010]- und [001]-0rientierung bei 293, 843 und 1073 K durchgeführt. Die Dehnungen beim Bruch waren bei den [010]-orientierten Proben größer als bei den [001]-orientierten. Die Bruchflächen bestehen bei allen Temperaturen und allen untersuchten Proben aus kleinen Facetten, die Sprödbruch auf {010}-, {001}-, {110}- und {101}- (oder {011}-) Ebenen aufweisen. Bruch auf der {111}-Gleitebene wird häufig beobachtet. Bei Raumtemperatur werden in beiden Proben Wallner-Linien gefunden. Es wird angenommen, daß der Bruch auf sämtlichen beobachteten Bruchebenen durch seßhafte Versetzungen verursacht wird, für deren Bildung Versetzungsreaktionen unter Energievenninderung als treibende Kraft vorgeschlagen werden. Diese Versetzungen können die Ursache für einen Mikroriß auf einer solchen Bruchebene bilden. Die gebildeten seßhaften Versetzungen tragen auch zur Verfestigung bei.