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Sub-grain formation in aluminum deformed at −183°C

1955; University of Toronto Press; Volume: 3; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/0001-6160(55)90020-1

1878-0768

Anthony Kelly, W. T. Roberts,

Aluminum Alloy Microstructure Properties

It is possible in simple metals under simple alternating strain to identify a systematic process of fatigue damage which begins by formation of pores or voids and continues by the linking of these pores into embryo cracks. Details depend on strain-amplitude. At large amplitudes, pores form especially at the irregular sub-boundaries of marked misorientation that are always produced in the grains by large strains and they link into microcracks that are irregular in shape. At smaller amplitudes, which produce little disorientation in the grains, pores form especially on slip planes and so link into fissured slip-planes. At the still smaller amplitudes of the pseudo-safe range, slip movements disperse in a way that hinders both formation and linking of pores. It is possible, further, to observe how these basic processes are modified when complications of practical interest are introduced; for instance, combined stresses and the variations in amplitude leading to so called cumulative damage. The processes are illustrated by metallographic and electron-microscope studies of copper and brass specimens subjected to alternating torsion.Il est possible dans le cas de mètaux á structure simple, soumis á une dèformation alternèe simple, d'identifier un processus systèmatique de destruction par la fatigue qui commence par la formation de pores ou de vides et qui continue par rèunion de ces pores pour former des criques á l'ètat embryonnaire. Ce phènomène dèpend dans ses dètails de l'amplitude de la dèformation. Aux grandes amplitudes, les pores se forment principalement aux sous-joints irrèguliers, sèparant des sous-grains d'orientations fortement diffèrentes, sous-joints qui sont toujours produits dans les grains par des dèformations importantes; ces pores se rèunissent en microcriques de forme irrègulière. Aux faibles amplitudes qui produisent un changement faible d'orientation dans les grains, des pores se forment particulièrement sur les plans de glissement, et de ce fait conduisent en se rèunissant á la formation de plans de glissement fissurès. Aux amplitudes encore plus faible dans la zone de pseudo-sècuritè, les mouvements de glissement ont lieu dans toutes les directions d'une manière telle que la dormation et la rèunion des pores en sont empêchèes. Il est possible aussi d'observer comment ces processus de base sont modifiès quand se prèsentent des complications rencontrèes dans la pratique: par exemple, des tensions et des variations d'amplitudes conduisant á des dommages cumulès. Les auteurs prèsentent des ètudes mètallographiques optiques et èlectroniques d'èchantillons de cuivre et de laiton soumis á une tension alternèe.Es ist möglich, in einfachen Metallen unter einfacher Wechselbeanspruchung einen systematischen Vorgang einer Ermüdungsschädigung zu identifizieren, der mit der Bildung von Poren und Hohlräumen beginnt und mit der Verfettung dieser Poren zu embryonalen Rissen fortschreitet. Einzelheiten hängen von der Spannungsamplitude ab. Bei groβen Amplituden bilden sich die Poren besonders an regellosen Subgrenzen merklicher Richtungsabweichung, die in den Körnern durch groβe Spannungen immer gebildet werden. Die Poren verketten sich zu unregelmässig geformten Mikrorissen. Bei kleineren Amplituden, die geringe Richtungsabweichungen in den Körnern erzeugen, bilden sich die Poren besonders auf Gleitebenen und verketten sich zu Spalten in den Gleitzonen. Bei den noch kleineren Amplituden des pseudosicheren Bereiches sind die Gleitbewegungen so fein verteilt, dass sowohl Bildung als auch Verkettung von Poren verhindert werden. Es ist weiterhin möglich zu beobachten, wie diese Grundprozesse modifiziert werden, wenn man Abänderungen von praktischen Interesse vornimmt, z.B. kombinierte Spannungen und Variation der Amplitude, die zu den sogenannten kumulativen Schäden führen. Die Prozesse werden illustriert durch metallographische und elektronenmikroskopische Beobachtungen an Kupfer- und Messingproben, die Torsionswechselbeanspruchung ausgesetzt wurden.