Inclusion nucleated ductile fracture in stainless steel

• Published in: Acta metallurgica 1989-05, Vol.37 (5), p.1389-1398
• Main Authors: Goodwin, S.J., Noble, F.W., Eyre, B.L.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(89)90170-3

The nucleation of voids at inclusions and their subsequent growth have been studied in tensile specimens of a type 304L wrought stainless steel and a type 308L weld metal deformed in tension. Void nucleation in the weld metal was monitored by transmission electron microscopy (TEM) on thin films of deformed material and this technique was also used to establish the distribution of void sizes at specific strains. The combination of these two sets of data enabled the void growth characteristics to be inferred. In the case of the wrought material scanning electron microscopy (SEM) on metallographic sections of deformed material was employed to establish the void size distribution and the void growth law. The results indicate that void nucleation occurs more readily in the weld metal than in the wrought material and that void elongation in the tensile direction is more rapid than would be expected theoretically. The difference in ductility between the two materials has been attributed partly to the difference in void nucleation behaviour but chiefly to the difference in inter-inclusion spacing which permits more void growth prior to void coalescence in the wrought material. La germination de cavités sur des inclusions, et leur croissance ultérieure ont été étudiées dans des éprouvettes de traction en acier inoxydable de type 304L forgé, et en un métal de soudure de type 308L déformé en traction. Dans le cas du métal de soudure, la microscopie électronique en transmission de films minces du matériau déformé a permis d'enregistrer la germination des cavités et d'établir la distribution de leurs tailles pour des déformations données. En combinant ces deux séries de résultats, on a pu déterminer les caractéristiques de la croissance des cavités. Dans le cas de l'acier forgé, la microscopic électronique à balayage de sections métallographiques du matériau déformé a permis d'établir la distribution des tailles de cavités; à partir de ces résultats et en admettant une loi de croissance des cavités, on a obtenu un mode de germination des cavités: les cavités germent plus rapidement dans le métal de soudure que dans l'acier forgé; l'allongement des cavités dans la direction de traction est plus rapide que celui que prévoit la théorie. La différence de ductilité entre les deux matériaux est attribuée en partie à la différence des modes de germination des cavités, mais surtout à la différence des distances entre les inclusions qui permet une plus grande croissance des cav