Microstructural damage evaluation of ferritic-ausferritic spheroidal graphite cast iron
Creators
- 1. National University of Mar del Plata
- 2. University of Cassino and Southern Lazio
Description
The goal of this work is to improve the understanding of the relation between the microstructural characteristics of Intercritical Austempered Ductile Cast Iron (IADI) and the damage micromechanisms observed during its tensile loading. The experimental methodology involves heat treatments to obtain IADI and the assessment of the damage mechanisms (sequence and occurrence) during step by step tensile testing. The damage evaluation was carried out by observing the surface of the tensile test specimen with optical and scanning electron microscopy. The results show that small cracks start forming soon after the yield stress is surpassed. The crack initiation is preferentially located at matrix-nodule interface. As loading increases, cracks also develop at the ferritic grain boundaries and the ausferritic/ferritic interfaces. Consequently, at higher strain values, a competition between the plastic deformation on internodular zones and crack propagation along ausferritic phase is observed. Finally, the final fracture is produced by the propagation of cracks across the internodular ligaments and through the ausferritic/ferritic interface that later coalesce into a single dominant crack leading to the material failure.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الهدف من هذا العمل هو تحسين فهم العلاقة بين الخصائص الهيكلية الدقيقة للحديد الزهر المطيل المقوى بالحرارة (IADI) والميكانيكا الدقيقة التالفة التي لوحظت أثناء تحميل الشد. تتضمن المنهجية التجريبية معالجات حرارية للحصول على IADI وتقييم آليات الضرر (التسلسل والحدث) أثناء اختبار الشد خطوة بخطوة. تم إجراء تقييم الضرر من خلال مراقبة سطح عينة اختبار الشد باستخدام المجهر البصري والمسح الإلكتروني. تظهر النتائج أن الشقوق الصغيرة تبدأ في التكون بعد فترة وجيزة من تجاوز إجهاد الخضوع. يقع بدء الكراك بشكل تفضيلي في واجهة المصفوفة والعقيدات. مع زيادة التحميل، تتطور الشقوق أيضًا عند حدود الحبيبات الحديدية والواجهات الحديدية/الحديدية. وبالتالي، عند قيم الانفعال الأعلى، لوحظ وجود تنافس بين التشوه اللدن في المناطق بين العقيدات وانتشار الشقوق على طول مرحلة الانتفاخ. أخيرًا، يتم إنتاج الكسر النهائي عن طريق انتشار التشققات عبر الأربطة بين العقيدات ومن خلال الواجهة الحديدية/الحديدية التي تلتحم لاحقًا في شق واحد مهيمن يؤدي إلى فشل المواد.Translated Description (French)
L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension de la relation entre les caractéristiques microstructurales de la Fonte Ductile Intercritique Austempérée (IADI) et les micromécanismes d'endommagement observés lors de son chargement en traction. La méthodologie expérimentale implique des traitements thermiques pour obtenir l'IADI et l'évaluation des mécanismes d'endommagement (séquence et occurrence) lors des essais de traction étape par étape. L'évaluation des dommages a été réalisée en observant la surface de l'échantillon d'essai de traction par microscopie optique et électronique à balayage. Les résultats montrent que de petites fissures commencent à se former peu après le dépassement de la limite d'élasticité. L'initiation de la fissure est préférentiellement localisée à l'interface matrice-nodule. Au fur et à mesure que la charge augmente, des fissures se développent également aux limites des grains ferritiques et aux interfaces ausferritiques/ferritiques. Par conséquent, à des valeurs de déformation plus élevées, une compétition entre la déformation plastique sur les zones internodulaires et la propagation des fissures le long de la phase ausferritique est observée. Enfin, la fracture finale est produite par la propagation de fissures à travers les ligaments internodulaires et à travers l'interface ausferritique/ferritique qui fusionnent ensuite en une seule fissure dominante conduisant à la rupture du matériau.Translated Description (Spanish)
El objetivo de este trabajo es mejorar la comprensión de la relación entre las características microestructurales del hierro fundido dúctil templado auscrítico (IADI) y los micromecanismos de daño observados durante su carga de tracción. La metodología experimental implica tratamientos térmicos para obtener IADI y la evaluación de los mecanismos de daño (secuencia y ocurrencia) durante las pruebas de tracción paso a paso. La evaluación del daño se llevó a cabo observando la superficie de la muestra de prueba de tracción con microscopía óptica y electrónica de barrido. Los resultados muestran que las pequeñas grietas comienzan a formarse poco después de que se supera la tensión de fluencia. La iniciación de la grieta se encuentra preferentemente en la interfaz matriz-nódulo. A medida que aumenta la carga, también se desarrollan grietas en los límites del grano ferrítico y las interfaces ausferríticas/ferríticas. En consecuencia, a valores de deformación más altos, se observa una competencia entre la deformación plástica en zonas internodulares y la propagación de grietas a lo largo de la fase ausferrítica. Finalmente, la fractura final se produce por la propagación de grietas a través de los ligamentos internodulares y a través de la interfaz ausferrítica/ferrítica que luego se unen en una sola grieta dominante que conduce a la falla del material.Files
2885.pdf
Files
(6.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:854281345743389e19313d4f8e8da6ec
|
6.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم الضرر الهيكلي الدقيق للحديد الكروي المضاد للحديد المضاد للحديد
- Translated title (French)
- Évaluation des dommages microstructuraux de la fonte à graphite sphéroïdal ferritique-ausferritique
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de daños microestructurales de fundición de grafito esferoidal ferrítico-ausferrítico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2996440158
- DOI
- 10.3221/igf-esis.51.36
References
- https://openalex.org/W1689558816
- https://openalex.org/W1911297623
- https://openalex.org/W1914884720
- https://openalex.org/W1986418074
- https://openalex.org/W2022640027
- https://openalex.org/W2036345820
- https://openalex.org/W2070148659
- https://openalex.org/W2135690272
- https://openalex.org/W2268341663
- https://openalex.org/W2304687711
- https://openalex.org/W2336811558
- https://openalex.org/W2558927137
- https://openalex.org/W2598290412
- https://openalex.org/W2615854418
- https://openalex.org/W2945938567