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Comparison of the hall-petch parameters of zone-refined iron determined by the grain size and extrapolation methods

1967; University of Toronto Press; Volume: 15; Issue: 5 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(67)90362-8

1878-0768

Bruce W Christ, G. V. Smith,

Metallurgy and Material Forming

The dependence of the lower yield strength of zone-refined iron containing 0.0020 wt.% (carbon plus nitrogen) on grain size has been investigated at room temperature. In spite of the rather limited grain size variation possible with such pure metal, a meaningful determination of the Hall-Petch parameters has been made by the grain-size method: friction stress −2.5 kg/mm2, Petch slope −2.4 kg.mm32. It is shown that tensile data obtained where the grain diameter is comparable to the minimum specimen dimension should not be included in the grain size method of analysis. Analysis of tensile data by the extrapolation method produces Hall-Petch parameters which (1) are internally inconsistent, and (2) compare unfavorably with results of the gram size method. It is concluded that the extrapolation method in its present form is not an adequate substitute for the grain size method of evaluating the Hall-Petch parameters of iron. On cherche, à température ambiante, l'influence de la taille des grains sur la limite élastique inférieure d'un fer purifié par fusion de zone contenant un pourcentage en masse d'impuretés de 0,0020 (carbone et azote). Bien qu'une telle pureté permette une variation de la taille de grains plutôt limitée, on fait, par la méthode de la taille des grains, une détermination significative des paramètres de Hall-Petch: contrainte de frottement −2,5 kg/mm2, coefficient de Petch −2,4 kg/mm2. On constate que les résultats de traction obtenus quand le diamètre des grains est de l'ordre de grandeur de la plus petite dimension de l'échantillon ne rentrent pas dans le cadre de la méthode d'analyse de la taille des grains. L'analyse des résultats de traction par la méthode d'extrapolation donne aux paramètres de HallPetch des valeurs qui (1) sont incohérentes entre elles et (2) soutiennent défavorablement la comparaison avec les résultats de la méthode de la taille des grains. On en conclut que la méthode d'extrapolation sous sa forme actuelle ne peut remplacer d'une manière satisfaisante la méthode de la taille des grains pour évaluer les paramètres de Hall-Petch du fer. Die Abhängigkeit der unteren Fließspannung von zonengereinigtem Eisen mit 0,0020 Gew.% Kohlenstoff plus Stickstoff von der Korngröße wurde bei Raumtemperatur untersucht. Trotz der bei einem solch reinem Metall begrenzten Möglichkeiten der Korngrößenvariation konnten die Hall-PetchParameter nach der Korngrößenmethode sinnvoll bestimmt werden: Reibungskraft −2,5 kg/mm2, Petch-Steigung −2,4 kg mm32. Es wird gezeigt, daß Zugversuchdaten dann nicht bei der Korngrößen-methode herangezogen werden sollten, wenn der Korndurchmesser vergleichbar mit der kleinsten Probendimension ist. Eine Analyse der Zugversuchsdaten nach dem Extrapolationsverfahren liefert Hall-Petch-Parameter, die (1) unter sich konsistent sind und (2) schlecht zu den Parametern aus der Korngrößenmethode passen. Es wird gefolgert, daß das Extrapolationsverfahren in seiner derzeitigen Form kein adäquater Ersatz für die Korngrößenmethode zur Bestimmung der Hall-Petch-Parameter für Eisen ist.