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Une approche novatrice de la mesure in situ est introduite pour mesurer le champ de déformation cumulée à un niveau de micro-échelle de grain. Afin de démontrer la capacité d’approche, on étudie le comportement de propagation de fissure de fatigue microstructurally petite acier inoxydable ferritique avec 18 % de Chrome. L’acier étudié était prévue sous forme de chaud roulé plaque d’une épaisseur de 3 mm (voir Table des matières) et moyenne granulométrie d’environ 17 µm21.
Une mesure réussie nécessite qu’une fissure de fatigue initial est produite à la pointe de l’encoche des échantillons pour l’analyse du comportement de propagation plus loin. Afin d’étudier une microstructurally petite fissure, la longueur de la fissure initiale devrait être beaucoup plus petite que la taille de grain de l’acier étudié. Essais de fatigue est le déplacement contrôlé pour éviter la fissure après fissure de fatigue. Il a été constaté que temps de fatigue crack initiation diminue de manière significative à la diminution du ratio des contraintes (R). Ainsi, seulement 10 000 cycles ont été exigées pour la fissure de fatigue dans les échantillons analysés avec R-ratio-0,16, tandis qu’avec Rratio 0,1, la crique de fatigue n’a pas été initialisée même après 100 000 cycles. L’utilisation du ratio charge-R = 0,16 permet d’augmenter la plage de tension de 315 MPa à 350 MPa, ayant encore plus petite capacité de charge de fissuration antérieure à celle des essais de fatigue réelle.
La fissure de fatigue petit intermittent est généralement associée à la microstructure. En particulier, les joints de grain sont considérés comme caractéristiques microstructurales responsables de petite fissure croissance retard4,5,6,7,8,9 , 10 , 11 , 12. la formulation de dislocation dans l’élément de frontière par Hansson et al.13 montre que les frontières de grain subhorizontales se trouvant dans la voie de la voie de la fissure peuvent entraîner une augmentation et la diminution du taux de croissance du crack ; Cependant, les limites du grain fortement inclinées n’affectent pas le taux de croissance des fissures. Les raisons physiques causant le comportement de croissance des fissures anormales ne sont pas bien connues. Afin de révéler les caractéristiques microstructurales provoquant le retard de la petite fente, une caractérisation microstructurale a été réalisée avant les essais de fatigue de l’échantillon. La polissage procédure décrite à l’étape 1 est cruciale pour l’analyse microstructurale fiable à l’aide de EBSD. À l’étape 3, juste avant l’analyse EBSD, le nettoyage de l’échantillon dans de l’éthanol n’est autorisé, car la vapeur d’acétone est dangereuse pour le détecteur EBSD.
Afin de révéler les processus de déformation dans les grains individuels, la taille du motif moucheté doit être significativement inférieure à la taille de grain de l’acier étudié. Depuis la granulométrie moyenne de l’acier après que recuit est environ 350 µm, la taille caractéristique du modèle speckle nécessaire pour le calcul de la DIC a été choisie pour être environ 10 µm22,12. La taille de motif moucheté doit être au moins 10 fois plus petite que la taille de grain de l’acier a étudié pour la bonne mise en œuvre de l’étape 5. La surface de l’échantillon est ornée d’un motif moucheté à l’aide d’un tampon de silicone. Nous utilisons un outil pneumatique sur mesure (voir Figure 6) pour un fonctionnement rapide et précis du timbre.
Petite fatigue crack propagation comportement est étudié au cours des essais de fatigue par charge des éprouvettes préfissurées utilisant le R-rapport de 0,1 (σmin = 35 MPa, σmax = 350 MPa) et la fréquence de 10 Hz. essais de Fatigue suit avec mesure de corrélation (DIC) l’image numérique. La zone d’intérêt est contrôlée à l’aide d’un microscope optique, 16 x lentille de Zoom de précision, avec une résolution de 2 µm/pixel. Images sont captées au cours temporaire (10 s) arrêt de l’essai de fatigue par intervalles de 500 cycles. Au cours de l’acquisition d’images, le chargement est maintenu constant, avec un stress moyen d’environ 210 MPa, afin d’avoir des conditions de charge égale pour toutes les images, stabiliser la déformation plastique et éviter la fermeture de fissures de fatigue et de fluage vaste accompagné min et max de chargement vigueur, respectivement. La nouveauté de la méthode est basée sur la haute résolution enregistrement d’images DIC in situ qui permet de révéler des zones de déformation minuscules formant au cours de la fissure de fatigue petit. Le succès de l’expérience dépend de la bonne exécution de la procédure de fissuration, sélection de l’intervalle de capture d’image et de grossissement pour éviter le flou de petits éléments tels que les zones de localisation de déformation de cisaillement observés. Ainsi, choix approprié de résolution de la caméra, optique grossissement et moucheté taille de motif tel que décrit à l’étape 5 du protocole peut être cruciale pour l’enquête sur les phénomènes de localisation de souche. Cependant, la morphologie des zones de localisation de déformation de cisaillement n’est toujours pas claire et a besoin de nouvelles améliorations du motif moucheté et la résolution de l’image de l’appareil de contrôle.
L’approche méthodologique décrit dans cet article est adapté à l’analyse de croissance des fissures de fatigue petites fissures dans les matériaux grossiers. Une combinaison de croissance la fissure mesure et analyse de champs de déformation à l’aide de niveau de grain sub pour révéler le mécanisme qui sont responsables de la croissance anormale de la fatigue de petite fissures18, en plus de la limite de grain largement observée effets sur le SCTs-m. comprendre les mécanismes de fractures de fatigue rend possible le développement de nouvelles approches théoriques et permet ainsi, conception du briquet et plusieurs structures efficaces de l’énergie à l’avenir.