The relation between changes in ductility and in ductile fracture topography: Control by microvoid nucleation

• Published in: Acta metallurgica 1983-10, Vol.31 (10), p.1517-1523
• Main Author: Thompson, A.W.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Condensed matter: structure, mechanical and thermal properties; Exact sciences and technology; Fracture mechanics (crack, fatigue, damage...); Fractures; Fundamental areas of phenomenology (including applications); Mechanical and acoustical properties of condensed matter; Mechanical properties and methods of testing. Rheology. Fracture mechanics. Tribology; Metals. Metallurgy; Physics; Solid mechanics; Structural and continuum mechanics
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(83)90148-7

Changes in microvoid size on ductile fracture surfaces under varying experimental conditions can arise in several ways. An analysis is developed here for the case in which an altered density of microvoid nuclei, expressed as the volume fraction of nucleation of microvoids, is the sole reason for size changes. The analysis is based on the concept that an altered nucleation density can be regarded as an alteration in the effective volume fraction of nuclei. The analysis is shown to agree with the form of available experimental data. Although more detailed experiments are necessary before a complete comparison can be made, the physical rationale presented appears qualitatively correct, and selfconsistent. Des changements de la taille des microcavités sur les surfaces de rupture ductile peuvent se produire de plusieurs manières. Nous développons ici une analyse pour le cas où une modification de la densité de germes de microcavités, exprimée comme fraction volumique de la germination de microcavités, est la seule raison d'une variation de cette taille. L'analyse repose sur l'idée qu'une densité de germination modifiée peut être considérée comme une modification de la fraction volumique effective de germes. Nous montrons que cette analyse est en bon accord avec la forme des données expérimentales dont on dispose. Bien que des expériences plus détaillées soient nécessaires avant de pouvoir faire une comparaison complète, les raisonnements physiques présentés ici semblent qualitativement corrects et auto cohérents. Mikrohohlräume, die auf duktilen Bruchoberflachen bei unterschiedlichen experimentellen Bedingungen auftreten, können unterschiedliche Gröβen haben. Es wird eine Analyse für den Fall entwickelt, daβ eine geänderte Dichte von Keimen der Mikrohohlräumebeschrieben als Volumbruchteil an nukleierten Mikrohohlräumendie einzige Ursache der Gröβenänderung ist. Diese Analyse beruht auf dem Konzept, daβ eine geänderte Keimdichte angesehen werden kann als eine Änderung im effektiven Volumanteil von Keimen. Diese Analyse stimmt mit den verfügbaren experimentellen Daten überein. Wenn für einen genaueren Vergleich auch genauere Untersuchungen notwendig sind, so scheint die vorgelegte physikalische Argumentation doch qualitativ richtig und konsistent.