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Effect of superimposed small vibrations on the static creep behaviour of polycrystalline zinc

1965; University of Toronto Press; Volume: 13; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(65)90020-9

1878-0768

R. Kamel, Fernanda Bessa,

Advanced materials and composites

Torsional vibrations of increasing amplitudes were superimposed on pure polycrystalline zinc wires of different grain sizes while being crept under relatively high tensile stresses and temperatures. It was found that increasing the alternating shear strain amplitude of the imposed vibrations first decreased the steady creep rate to a minimum value followed by an increase which continued until the wire failed. The observed initial decrease in the creep rate was found to be in some cases as large as a factor of five times at room temperature. The shear strain amplitude at which the minimum in the creep rate was found showed a dependence on temperature, frequency of vibration and the grain size of the test sample. On increasing any of these parameters this minimum occurred at smaller shear strain amplitudes. The initial hardening and subsequent softening of the material as the strain amplitude increased was attributed to a vacancy generation and pinning mechanism followed by vacancy annihilation and dislocation climb. On a appliqué des vibrations de torsion d'amplitudes croissantes à des fils polycristallins de zinc pur, de tailles de grain différentes. Pendant ces essais, les fils étaient soumis à un essai de fluage sous des tensions de traction et à des températures relativement élevées. On a observé qu'un accroissement de l'amplitude alternative de la déformation de cisaillement des vibrations appliquées, la vitesse de fluage statique décroît d'abord jusqu'à une valeur minimum puis s'accroît jusqu'à la rupture du fil. La vitesse initiale de fluage est dans certain cas diminuée dans un rapport 15 à la température ambiante. L'amplitude de la déformation de cisaillement pour laquelle le minimum de la vitesse de fluage est observé, dépend de la température de la fréquence de la vibration et de la taille de grain de l'échantillon. Si on accroît l'un de ces paramètres, le minimum de la vitesse de fluage apparait pour des amplitudes plus petites de la déformation de cisaillement. Le durcissement initial et l'adoucissement subséquent du matériel lorsque l'amplitude de la déformation augmente, sont attribués à la formation de lacunes et à un mécanisme d'ancrage suivi d'une disparition de lacunes et d'une montée de dislocations. Torsionsschwingungen mit zunehmender Amplitude wurden reinen polykristallinen Zinkdrähten unterschiedlicher Korngröβe während des Kriechens bei relativ hohen Zugspannungen und Temperaturen überlagert. Es wurde gefunden, daβ bei einer Erhöhung der Amplitude der Torsionswechseldehnung der angelegten Schwingungen die statische Kriechgeschwindigkeit zuerst bis zu einem Minimum abnahm und dann wieder zunahm bis zum Bruch der Probe. In einigen Fällen nahm die Kriechgeschwindigkeit bei Raumtemperatur am Anfang um bis zu einem Faktor fünf ab. Die Schubspannungsamplitude, bei der das Minimum der Kriechgeschwindigkeit auftrat, zeigte eine Abhängigkeit von der Temperatur, von der Schwingungsfrequenz und von der Korngröβe des Untersuchungsmateruals. Bei einer Zunahme eines dieser Parameter erschien das Minimum bei kleineren Amplituden. Die anfängliche Verfestigung und nachfolgende Entfestigung der Proben mit zunehmender Dehnungsamplitude wird zurückgeführt auf einen Mechanismus mit Leerstellenerzeugung und Verankerung, gefolgt von Leerstellen-annihilation und Klettern von Versetzungen.