A model of dynamic fracture-toughness under conditions of nucleation-controlled ductile fracture

• Published in: Acta metallurgica et materialia 1992-02, Vol.40 (2), p.241-249
• Main Author: Thomason, P.F.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Exact sciences and technology; Fractures; Mechanical properties and methods of testing. Rheology. Fracture mechanics. Tribology; Metals. Metallurgy
• ISSN: 0956-7151; 1873-2879
• DOI: 10.1016/0956-7151(92)90299-T

A nucleation-controlled model for the dynamic fracture-toughness K Id of materials, with relatively high volume-fractions of sub-micron sized second-phase particles, is developed from the Goods and Brown model of microvoid nucleation. The model can be used to investigate the effects of variations in temperature, strain-rate and fluid-hydrostatic pressure on dynamic fracture-toughness, for various forms of relationship between the critical particle/matrix decohesion stress and the test temperature. Preliminary K Id and K IC results for a medium-carbon steel show a good general agreement with experimental results. On développe à partir du modèle de Goods et Brown pour la germination des microcavités, un modèle contrôlé par la gemination pour la résistance dynamique à la rupture K Id des matériaux qui présented des fractions volumiques relativement élevées de particules d'une seconde phase, de taille inférieure au μm. Ce modèle peut être utilisé pour étudier l'effet de variations de la température, de la vitesse de déformation et de la pression hydrostatique du fluide sur la résistance à la rupture, pour différents types de relation entre la contrainte critique de décohésion particule/matrice et la température d'essai. Les résultats préliminaires pour les grandeurs K Id et K Ic dans un acier à teneur moyenne en carbone présentent un bon accord général avec les résultats expérimentaux. Ein Keimbildungsmodell für die dynamische Bruchzähigkeit K Id von Materialien mit vergleichsweise hohen Volumtanteilen der Teilchen einer zweiten Phase in Submikron-Gröβe wird aus dem Modell von Goods und Brown für di Bildung von Mikroporen entwickelt. Mit dem Modell können die Einflüssen von Änderungen in Temperatur, Dehnungsrate und fluid-hydrostatischen Drucks auf die dynamische Bruchzähigkeit für verschiedene Beziehungen zwischen der kritischen Spannung für Teilchen/Matrix-Ablösung und der Versuchstemperatur untersucht werden. Vorläufige Ergebnisse des Modelles zu K Id und K IC für mittelgekohlten Stahl stimmen mit experimentellen Ergebnissen gut überein.