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:
Cyclic deformation behaviour of quenched and tempered 42 CrMo 4 (AISI 4140)at two-block push-pull-loadingThe behaviour of steels in the course of two- and multi-block cyclic loading has been investigated up to now almost exclusively regarding the fatigue life. According to this, only a few papers exist, dealing with the cyclic deformation behaviour at two- and multi-block-push-pull-loading. Therefore, in stress- and total strain-controlled experiments with a single change of the amplitude (two-block-experiments) and multiple changes between two blocks of different lengths and amplitudes (multi-block-experiments) the cyclic deformation processes have been investigated for the quenched and tempered steel grade 42 CrMo 4 (equivalent to AISI 4140). Using the data of stress- and strain-Wöhler-curves determined in usual fatigue tests, damages defined according to Miner's rule were adjoined to the blocks. The Miner-damages at failure observed in the two-black-experiments with changes from high to low amplitudes were smaller than one and at inverse changes of amplitudes larger that one. In contrast to this, in multi-block-experiments no universally valid correlations were observed between the Miner-damages at failure and the test-parameters applied. At all tests cyclic work-softening was observed as in single-step-experiments. However, work-softening processes at high amplitude loadings yield to much larger plastic strain amplitudes after changing to smaller amplitudes than in single-step tests. Contrarily, in multi-block-tests work-softening at higher amplitude loadings reduces with decreasing block-length and increasing portion of the blocks with the smaller amplitude. This is attributed to effects of static strain-ageing. Total-strain-controlled two-block cyclic deformation experiments yield to similar effects as in stress-controlled tests. However, the behaviour at high strain-amplitudes was influenced by distinct work-softening in the first cycles and by self-unloading due to the applied strain-control, which promotes quasi-stabilization-effects.
Notes:
Zum Verfomungsverhalten von Stählen bei zwei-und mehrstufiger Wechselbeanspruchung liegen bisher fast ausschließlich lebensdauerorientierte Untersuchungen vor. Deshalb wurden an vergütetem 42 CrMo 4 die Wechselverformungsvorgänge genauer analysiert, die bei nennspannungs- und totaldehnungskontrollierten Beanspruchungen mit einem Amplitudenwechsel (Zweierblockversuche) sowie mit mehrfachem Wechsel zwischen zwei Blöcken bestimmter Länge und verschiedenen Amplituden (Mehrfachblockversuche) auftreten. Dabei wurden den einzelnen Blöcken unter Rückgriff auf die früher ermittelten Nennspannungs- und Totaldehungswöhlerkurven nach Miner definierte Schädigungen zugeordent. Bei Zweierblockversuchen werden beim Wechsel von großen zu kleinen Amplituden Minerbruchschädigungen kleiner Eins und bei umgekehrten Amplitudenwechseln solche größer Eins beobachtet. Dagegen bestehen bei Mehrfachblockversuchen keine allgemeingültigen Zusammenhänge zwischen der Minerbruchschädigung und den Versuchsparametern. Bei allen Versuchen tritt, wie auch bei allen einstufigen Experimenten, ausschließlich wechselentfestigendes Werkstoffverhalten auf. In Zweierblockversuchen fürhren jedoch die Entfestigungsprozesse bei der großen Beanspruchungsamplitude nach Übergang zu der kleineren dazu, daß sich bei dieser erheblich größere plastische Dehnugsamplituden als im Einstufenversuch ausbilden. Bei Mehrfachblockversuchen nimmt dagegen mit abnehmender Länge und zunehmendem Anteil der Blöcke mit der kleineren Amplitude die Entfestigung bei der jeweils folgenden großen Beanspruchungsamplitude ab. Dies ist möglicherweise den Auswirkungen statischer Reckalterungsffekte zuzuschreiben. Bei totaldehnungskontrollierten zweistufigen Wechselverformungsexperimenten treten im wesentlichen die gleichen Erscheinungen auf wie bei nennspannungskontrollierten. Allerdings wird das Verhalten von der bei großen Totaldehnungsamplituden ausgeprägten anfänglichen Entfestigung und von der selbstentlastend wirkenden Versuchsführung bestimmt, die eine Quasistabilisierung hervorrufen kann.
Additional Material:
14 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19980291107
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