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On the relationship between ductility and fracture toughness in an Al-6.0% Zn-2.5% Mg alloy

1981; University of Toronto Press; Volume: 29; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(81)90102-4

1878-0768

Takeshi Kawabata, Osamu Izumi,

Metal Forming Simulation Techniques

The fracture toughness (KIC) of an Al-6.0%Zn-2.5%Mg alloy heat-treated variously was examined in relation to tensile properties using the notched and unnotched specimens. As usual trends, the fracture strain (ϵf) showed minimum at the peaks of yield stress (σ0.2) and ultimate tensile stress (σuts). The KIC and ϵf when aged isothermally varied similarly, but when isochronally aged KIC and σ0.2 (and σUTS) showed a similar trend. An intimate relationship was found between the dimple size at the portion fractured intergranularly and the fracture strain (ϵf). An equation showing the relation between kic and tensile properties such as σ0.2. ϵUTS (the strain up to ultimate tensile stress) and n (the work hardening parameterl could be introduced, based on a new model of the plastic zone. The model was verified experimentally. Nous avons étudié la résistance à la rupture (KIC) d'un alliage Al-6,0% Zn-2,5% Mg ayant subi divers traitements thermiques, en relation avec ses propriétés en traction en utilisant des éprouvettes entaillées et non entaillées. D'une manière générale, la déformation à la rupture (ϵf) présentait un minimum pour les pics de la limite élastique (σ0.2) et de la contrainte finale en traction (σcft). Dans le cas de revenus isothermes. KIC et ϵf variaient de manière analogue, alors que dans le cas de revenus isochrones ce sont KIC et σ0.2 (et σcft) qui présentaient les mêmes caractéristiques principales. Nous avons trouvé une relation étroite entre la taille des rides sur la région de rupture intergranulaire et la déformation à la rupture (ϵf). Nous avons pu introduire une équation montrant la relation entre KIC et des propriétés à la traction telles que σ0.2, σcft (la déformation à la contrainte de traction finale); cette équation repose sur un nouveau modèle de la zone plastique. Nous avons vérifié expérimentalement ce modèle. Die Bruchzähigkeit KIC der wärmebehandelten Legierung Al-6,0% Zn-2,5% Mg wurde im Hinblick auf das Zugverhalten mittels gekerbter und ungekerbter Proben untersucht. Wie üblich wies die Bruchdehnung ϵf ein Minimum bei den Maxima von Flieβspannung σ0,2 und Zerreiβ-spannung σUTS auf. Nach isothermer Auslagerung änderten sich KIC und ϵf ähnlich, jedoch nach isoch-roner Auslagerung zeigten KIC und σ0.2 (und σUTS) ähnliche Tendenz. Es wurde ein enger Zusammen-hang zwischen Grübchengröβe an der intergranularen Bruchfläche und Bruchdehnung aufgefunden. Aufbauend auf einem neuen Modell der plastischen Zone konnte eine Gleichung eingeführt werden, die den Zusammenhang zwischen KIC und den Zugeigenschaften -beschrieben etwa durch σ0.2, ϵUTS (Zer-reiβdehnung) und n (Verfestigungsparameter)-erfaβt. Dieses Modell wurde experimentell erhärtet.