Plastic flow of Fe-binary alloys—II. Application of the description to the ductile-brittle transition

• Published in: Acta metallurgica 1981-06, Vol.29 (6), p.1187-1201
• Main Authors: Gerberich, W.W., Chen, Y.T., Atteridge, D.G., Johnson, T.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(81)90069-9

This is the second of a two-part series designed to elucidate the role of dislocation dynamics and particle-nucleated cleavage in the ductile-brittle transition temperatures (DBTT) of Fe-binary alloys. Detailed measurements of slow-bend and impact transitions demonstrate that additions of Ni slightly increase the cleavage fracture stress and effective fracture surface energy of iron while Si additions provide the opposite trend. With the establishment of 19 flow and fracture parameters, a semiempirical DBTT model evolves which compares favorably to observed transition temperatures under slow notch bend and impact conditions for Fe, Fe-Ni and Fe-Si. The model clarifies how reinforcing effects of solid solution softening and an increased cleavage fracture stress leads to a monotonically decreasing transition temperature with increasing Ni additions. In addition, it demonstrates how opposing effects of softening and a lowered cleavage fracture stress leads to a minimum in the transition temperature with increasing Si additions. Dans ce second article, nous nous sommes proposé d'élucider les rôles de la dynamique des dislocations et du clivage induit par des particules dans les températures de transition ductile-fragile (TTDF) d'alliages binaires à base de fer. Des mesures détaillées de flexion lente et de resilience ont montré que l'addition de nickel augmente légèrement la contrainde rupture par clivage et l'énergie effective de la surface de rupture du fer, alors que l'addition de silicium produit l'effet contraire. Grâce à 19 paramètres de la rupture et de l'écoulement, nous obtenons un modèle semi-empirique de la TTDF correspondant bien aux températures de transition observées pour la flexion d'éprouvettes entaillées et pour des essais di resilience, avec le fer et les alliages Fe-Ni et Fe-Si. Ce modèle permet de comprendre comment les effets d'adoucissement de solution solide et d'augmentation de la contrainte de rupture par clivage s'ajoutent et conduisent à une température de transition décroissant de manière monotone lorsqu'on augmente la teneur en nickel. Il démontre de plus comment les effets opposés d'adoucissement et de diminution de la contrainte de rupture par clivage conduisent à un minimum de la température de transition lorsqu'on augmente l'addition de silicium. In dieser Arbeit, der zweiten dieser Serie, wird die Rolle der Versetzungsdynamik und der an Ausscheidungen beginnenden Spaltung bei der duktil-spröden Übergangstemperatur von binären