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:
Investigations of Crack Initiation and Crack Propagation in Plain Carbon Steels by Means of Acoustic-EmissionCrack initiation and propagation has been studied during fatigue tests with ferritic, ferritic-pearlitic and pearlitic specimens by means of acoustic emission (A.E.) instrumentation. The ferrite and the ferrite-pearlite showed acoustic emission only in connection with fast yielding of large volumes. Early steps of crack initiation showed no detectable acoustic emission because of very small yielded volumes and small amounts of crack surface friction. Gapping of the cracks inhibited A.E. due to friction during the early steps of crack propagation. Pearlitic specimens showed strong A.E. prior to microscopic detection of cracks, ascribed to fast fracture modes.Cracks in ferritic and ferritic-pearlitic CT-specimens are only detectable by crack surface friction. The increase of yielded volume with the propagating crack is too small to be distinguished from friction noise. Pearlitic specimens showed strong burst-signal activity ascribed to cleavage fracture and fast fracture modes.Great differences in A.E. of specimens with the same microstructure are in most cases the result of differing crack surface topography and therefore very differing friction areas. Friction noise depends clearly upon loading conditions and crack surface geometry.
Notes:
An drei unlegierten Kohlenstoffstählen mit ferritischer, ferritischperlitischer und rein perlitischer Gefügestruktur wurden Untersuchungen über den Rißbeginn und den Rißfortschritt bei schwingender Beanspruchung mit Hilfe von Schallemissionsmessungen durchgeführt.Bei den Untersuchungen des Rißbeginnes konnten in den ferritischen und den ferritisch-perlitischen Werkstoffen nur rasch ablaufende Verformungsvorgänge mit ausreichendem Verformungsvolumen über die Schallemission registriert werden. Durch die örtlich begrenzten plastischen Verformungen und die geringen Flächenanteile der Rißuferreibung waren die Rißkeimbildungen nicht erfaßbar. Die ersten Stadien der Rißausbreitung ergaben ebenfalls, aufgrund des Klaffens der gebildeten Risse, keine registrierbare Schallemission durch Reibung. Bei perlitischen Werkstoffen kam es vor Erkennung eines mikroskopischen Risses zu starker Schallemission, die offensichtlich mit energiereichen Ereignissen, wie rasch ablaufenden Bruchmoden, im Zusammenhang stehen.Ein Riß ist bei Schwingungsbeanspruchung in ferritischen und ferritisch-perlitischen CT-Proben bei ausreichender Größe der Rißflächen nur über Reibung feststellbar. Der eigentliche Rißfortschritt konnte durch die geringe Volumenzunahme der plastischen Zone pro Lastwechsel nicht registriert werden. Bei perlitischen Proben trat vor allem bei grob lamellarer Ausbildung des Zementits eine starke Schallemission meist in Form von Burstsignalen auf, die vorwiegend auf die Bildung von Bruchmoden hoher Energie, wie z. B. Spaltbruch, zurückzuführen sein dürften.Die vielfach sehr starken Unterschiede der Schallemission beim Rißfortschritt in Proben gleicher Gefügeausbildung sind überwiegend der verschieden großen Rißflächenreibung durch die oft sehr unterschiedliche Topographie der Rißbruchflächen zuzuschreiben. Bei Änderung der Mittellast oder der Lastamplitude ist eine deutliche Abhängigkeit des Reibungsgeräusches aus den Rißflächen von den Rißöffnungsverhältnissen hinter der Rißfront festzustellen. Nach einzelnen Überlasten während des Rißfortschrittes kann die Schallemission in gleicher Weise mit Veränderungen der Reibungsverhältnisse hinter der Rißspitze interpretiert werden.
Additional Material:
12 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19800110106
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