ISSN:
1573-2673
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Résumé Des essais de ténacite à la rupture ont été exécutés sur un alliage Al-4 %Cu sous forme de tôles traitées de 21/2 pouces d'épaisseur. A l'aide de trois types d'essais-flexion lente sur trois points, Charpy instrumenté, et double poutre cantilever on a étudié les valeurs de K c , dans une large gamme de températures, de vitesses d'essais et de dimensions d'éprouvettes. Hormis pour les très bases températures, on n'a trouvé qu'une relativement faible dépendance de K 1c , avec la température dans la gamme −200 à +160°C. L'alliage ne semble pas sensible de manière appreciable à la vitesse de déformation dans la gamme des vitesses étudiees (0,002“/min à 2000”/min.). On a comparé les valeurs les plus élevées de la tenacité obtenues avec les essais de rupture des petites éprouvettes sous état plan de déformation aux résultats les moins favorables fournis par les essais sur les grandes éprouvettes. On a constaté une non uniformité des résultats lorsque s'incurvent les surfaces de rupture dans les éprouvettes cantilever de petite dimension. Un accroissement apparent de la ténacité a été enregistré dans la zone à mi-épaisseur des tôles: les effete dimensionnels étaient plus manifestes dans cette couche caractérisee par une limits élastique plus faible. Les résultats montrent que la tenacite K 1c subit un réel accroissement lorsque l'on abaisse la température, mais aussi que, lorsque la limite élastique est sujette à altération, il convient de recourir à des éprouvettes de grande dimension pour obtenir la constante K 1c la plus basse. Les essais sur double poutre cantilever peuvent toujours être appliqués pour la détermination du K 1c de cet alliage ductile dont la limite élastique pent n'atteindre que 40.000 psi. La micrographic électronique indique le caractère ductile et intergranulaire des ruptures. Ces résultats confirment les théories de la précipitation solide dans les alliages d'aluminium.
Abstract:
Zusammenfassung Es wurden Bruchfestigkeitsversuche an einer Al-4% Cu Legierung in Form eines voll wärmebehandelten 21/2 Zoll starken Bleches durchgeführt. Dabei wurden drei Arten von Prüfverfahren angewendet: der Dreipunkt-Langsambiegeversuch, der instrumentierte Charpy- Schlagversuch und der Doppelkantileverprobenversuch. Sie ermöglichten es K 1c -Werte der planen Verformungsbruchfestigkeit über weite Bereiche der Temperatur Prüfgeschwindigkeit und Probengröße zu ermitteln. Der Temperatureinfluß (−200°C bis + 160°C) auf den K 1c -Wert erwies sich als sehr geringfügig, ausgenommen im Bereich sehr tiefer Temperaturen. Auch war die Legierung im untersuchten Bereich (0,002 Zoll/min bis 2000 Zoll/min.) nicht sehr empfindlich für die Verformungsgeschwindigkeit. Die für die Proben geringer Abmessungen, aus unter planen Verformungsbedingungen durchgeführten Zugversuche ermittelten höhere Festigkeitswerte, wurden mit niedrigsten Werten für die größeren Proben verglichen. Es wurde eine Streuung der Ergebnisse festgestellt wenn sich gekrümmte Bruchflächen in den kleineren DCB-Proben ausbildeten. Es ergab sich sin scheinbarer Anstieg der Festigkeit im Mittelbereich des Bleches und der Einfluß der Probenabmessungen war am ausgeprägtesten im Metall geringerer Elastizitätsgrenze dieser Schicht. Die Ergebnisse weisen auf einen reellen Anstieg der Festigkeit K 1c für fallende Temperaturen hin, zeigen jedoch außerdem, daß größere Probenabmessungen erforderlich sind um die niedrigsten und konstantesten K 1c -Werte zu erreichen, bei Bedingungen wo die Festigkeitsgrenze abfällt. Es ergab sich desweiteren, daß der DCB-Versuch auch noch für die Messungen der K 1c -Werte dieser unspröden Legierung gültig bleibt, für welche die Elastizitätsgrenze bei nur fund 40,000 lbs/Zoll beträgt. Die Elektronenmikrofraktographie zeigt auf einen duktilen intergranularen Bruchmodus hin. Diese Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit den Theorien über feste Ausscheidungen in Al-Legierungen.
Notes:
Abstract Fracture toughness testing was carried out on an Al-4C% Cu alloy in the form of a fully heat treated 21/2-in thick plate. Three types of test, the three point slow bend, instrumented Charpy impact, and double cantilever beam tests, enabled values of plane strain fracture toughness (K 1c ) to be studied over a range of temperature, testing speed and specimen size. Dependence of K 1c upon temperature (−200°C to +160°C) was found to be relatively small except at very low temperatures. The alloy was found not to be appreciably strain rate sensitive over the range of testing speeds (0.002 in/min to 2000 in/min) used. Higher toughness values, obtained from plane strain fractures of the smaller size specimens, were compared with low results from large specimens. The results became variable when curved fracture surfaces developed in the smallest DCB specimens. There was an apparent increase in toughness towards the centre of the plate and the effects of specimen size were most marked in the lower yield strength metal of this layer. The results indicate a genuine increase in toughness K 1c with decreasing temperature, but also show that large specimens are required to approach the lowest and constant K 1c value in circumstances where the yield strength decreases. The DCB test is also shown to be still valid for the measurement of K 1c for this non-brittle alloy, where yield strength may be only about 40,000 lbf/in2. Electron fractography showed a ductile intergranular fracture mode. The results are consistent with theories of solute precipitation in Al-alloys.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00185195
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