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:
Creep-Fatigue Behaviour of the Titanium Alloy IMI 834 at 600 °CIn the present study the creep-fatigue behaviour of the Titanium alloy IMI 834 at 600°C was investigated. A comparison of the crack initiation life behaviour and of the crack propagation as caused by different types of complex creep-fatigue cycles (with hold times into tension and/or into compression direction and with different loading rates into tension and/or into compression direction) showed, that a slow increase of the loadings into tension reduced the life and increased the crack velocity more than hold times at the maximum load. Furthermore, there existed environmental influences.On the basis of the experimental investigations the prediction capability of convenient crack initiation life prediction methods was evaluated. It turned out that the prediction capability of the Strain Range Partitioning Method could be improved if it was frequency modified. The prediction capability of the Frequency Modification Method could also be improved, if mean stresses in the cycles were explicitly accounted for.In the short and long crack stage the propagation behaviour could be correlated well if the effective cyclic J-Integral was used. This is of importance for damage tolerance considerations. Because the strains and the stresses at the crack tip are most important for the crack propagation behaviour, they were analysed on the basis of the Finite Element Method. It was found that the strains and stresses differed for different types of creep-fatigue cycles.
Notes:
Es wurde der Einschluß unterschiedlicher Schwingspielformen auf das Kriech-Ermüdungsverhalten der Titanlegierung IMI 834 bei 600°C untersucht. Zur Berücksichtigung der Wechselwirkung von zeitabhängigen und zeitunabhängigen Anteilen wurden sowohl Schwingspiele mit Haltezeiten in Zug und/oder Druck als auch schwingspiele mit unterschiedlichen Anstiegsgeschwindigkeiten der Beanspruchung in Zug und/oder Druck untersucht. Es zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit der Anrißlebensdauer und des Rißfortschrittsverhaltens von den unterschiedlichen Schwingspielformen, obwohl die mikroskopischen Erscheinungsbilder der Rißinitiierung und der Rißausbreitung nicht signifikant vom Typ der aufgebrachten Schwingspielform beeinflußt wurden. Als Trend ließ sich erkennen, daß Versuche mit Schwingspielen, bei denen die Beanspruchung langsam anstieg, sich also zeitabhängige und zeitunabhängige Vorgänge im Werkstoff während der Beanspruchungsphase überlagerten, die geringsten Lebensdauerwerte und den schnellsten Rißfortschritt zeigten, Die Umgebung beeinflußte das Werkstoffverhalten zusätzlich.Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit war die Evaluierung von Lebensdauervorhersagemethoden für das Technische Anrißstadium. Aufgrund der Untersuchungsergebnisse konnte die bekannte strain Range Partitioning Methode durch die Einführung einer frequenzabhängigen Erweiterung in ihrer Aussagefähigkeit verbessert werden. Verbesserungen der Vorhersagen Konnten auch auf Basis der Frequency Modification Methode erzielt werden, wenn auftretende Mittelspannungen explizit berücksichtigt wurden.Im Hinblick auf die Darstellung des Rißfortschrittsverhaltens kurzer und langer Risse bei reiner Ermüdung konnte das effektive zyklische J-Integral erfolgreich angewendet werden. Es war eine einheitliche Darstellung des Verhaltens der Kurzen und langen Risse möglich, was für Schadenstoleranzüberlegungen hilfreich sein kann. Um die Rißausbreitung unter Kriech-Ermüdungsbeanspruchungen besser deuten zu können, wurde eine Analyse der Rißspitzenbeanspruchung mit der finite Elemente Methode (FEM) durchgeführt. Es zeigte sich dabei eine deutlich unterschiedliche Dehnungs- und Spannungsverteilung in der Rißspitzenumgebung, je nachdem welcher Kriech-Ermüdungs-Schwingspieltyp aufgebracht wurde.
Additional Material:
13 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19980290413
Permalink
