ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Fracture Toughness and Fatigue Crack Growth of Cast IronsFracture toughness, elastic moduli and fatigue crack growth rates in air and in vacuum were measured for 17 different cast irons. The graphite shape in the cast irons varied from flakes to nodules, the matrix varied from ferrite to pearlite to martensite. In the fatigue crack growth rate tests, using fracture mechanics methods, it was observed that the fatigue crack growth rate increases significantly as the cyclic stress intensity range approaches the critical value for stable crack growth. This phenomenon was used to determine the fracture toughness of the cast irons. Such toughness data agree well with literature data on the fracture toughness of cast irons. An extensive review of the effects of strength on the fracture toughness of commercial cast irons is presented.In cast irons with flake graphite, cyclic loading results in a reduced modulus of elasticity. This is attributed to the rupture of the graphite flakes under cyclic loading.
Notes:
Bruchmechanische Werkstoffkenngrößen von 17 Eisen-Kohlenstoff-Gußlegierungen der folgenden Sorten wurden in der vorliegenden Arbeit bestimmt: Gußeisen mit Lamellengraphit, Gußeisen mit Kugelgraphit, Temperguß und Stahlguß. Die Geschwindigkeit des Ermüdungsrißwachstums, Δa/ΔN wurde in Luft und Vakuum in Abhängigkeit von der Schwingbreite der Spannungsintensität ΔK gemessen und mit einer Vorhersage für graphitfreie Werkstoffe verglichen. Dabei zeigt sich ein beschleunigtes Rißwachstum bei hohen Spannungsintensitäten dort, wo stabiles Rißwachstum aufgrund des Aufbrechens von Graphit einsetzt. Aus dem meßbaren Beginn des stabilen Rißwachstums läßt sich die kritische Spannungsintensität, die Bruchzähigkeit bestimmen. Ein Vergleich mit zahlreichen Literatur-Meßwerten der Bruchzähigkeit zeigt sehr gute Übereinstimmung. Damit wird eine sehr weitgehende Übersicht über die Bruchzähigkeit der wesentlichsten technischen Gußeisensorten möglich. Aus dieser übersicht ergibt sich, daß die Bruchzähigkeit von Gußeisen mit Zugfestigkeiten zwischen 300 und 500 MN/m2 besonders stark vom Gefüge abhängt und möglicherweise beeinflußt werden kann. Die Bruchzähigkeit von Grauguß steigt an mit steigender Zugfestigkeit. Zu einem vertieften Verständnis dieser Erscheinung sind fraktographische und gezielte bruchmechanische Untersuchungen notwendig.Für alle untersuchten Gußeisen wurde der Elastizitätsmodul nach dem Verfahren der Nachgiebigkeit angerissener Proben bestimmt. Die Meßwerte stimmen gut mit den nach anderen Methoden gewonnenen Literaturdaten überein. Für Gußeisen mit Lamellengraphit ergibt sich außer dem E-Modul im Ursprung noch ein zweiter, niedrigerer E-Modul nach zyklischer Dehnung.
Additional Material:
32 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19810121106
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