Journal article
Crack nucleation and stage I propagation in high strain fatigue—I. Microscopic and interferometric observations
Acta metallurgica, v 26(5), pp 777-787
1978
Abstract
The details of crack nucleation phenomena in the high strain fatigue of OFHC copper have been studied by optical microscopy and two-beam interferometry. By observation of artificially rumpled specimen surfaces, the plastic instability mechanism of crack nucleation has been ruled out in polycrystalline metals in favor of one which takes into account the detailed crystallographic aspects of slip in adjoining grains. As a result of this cyclic slip, a step is gradually built up at a sensitive grain boundary until it is approximately 1.5 μm high, at which point the stress concentration of the step is sufficient to propagate a crack both along the boundary at the surface and into the bulk of the specimen.
On a étudié par microscopie optique et interférométrie à deux faisceaux le détail des phénomènes de germination des fissures dans du cuivre OFHC soumis à des essais de fatigue à grande déformation. En observant des échantillons dont les surfaces étaient artificiellement fripées, on a pu éliminer le mécanisme de germination des fissures par instabilité plastique dans les métaux polycristallins, au profit d'un mécanisme tenant compte avec précision de la cristallographie du glissement dans des grains adjacents. Par suite du glissement cyclique, il se produit progressivement une marche, sur un joint de grains sensible; lorsqu'elle atteint une hauteur de 1.5 μm environ, la concentration de contraintes sur la marche est suffisante pour qu'une fissure se propage le long du joint, en surface, et dans le matériau massif.
Mittels optischer Mikroskopie und Zweistrahlinterferometrie wurden die Einzelheiten der Riβbildungserscheinungen bei der Hochlastermüdung von OFHC-Kupfer untersucht. Mit der Beobachtung künstlich aufgerauhter Probenoberflächen wurden die plastischen Instabilitätsmechanismen der Riβbildung in polykristallinen Metallen zugunsten einer ausgeschieden, welche die genauen kristallografischen Verhältnisse der Gleitung in den angrenzenden Körnern berücksichtigt. Als Ergebnis der zyklischen Gleitprozesse wird an einer empfindlichen Korngrenze eine Stufe allmählich aufgebaut, bis sie eine Höhe von ungefähr 1,5 μm erreicht. Bei dieser Höhe reicht die Spannungskonzentration aus, einen Riβ entlang der Korngrenze sowohl an der Oberfläche als auch ins Innere der Probe zu treiben.
Metrics
Details
- Title
- Crack nucleation and stage I propagation in high strain fatigue—I. Microscopic and interferometric observations
- Creators
- W.H. Kim - Drexel UniversityC. Laird - University of Pennsylvania
- Publication Details
- Acta metallurgica, v 26(5), pp 777-787
- Publisher
- Elsevier
- Resource Type
- Journal article
- Language
- English
- Academic Unit
- Materials Science and Engineering
- Web of Science ID
- WOS:A1978EZ56700014
- Scopus ID
- 2-s2.0-0017969956
- Other Identifier
- 991019173806504721