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Crack nucleation and stage I propagation in high strain fatigue—II. mechanism
Journal article

Crack nucleation and stage I propagation in high strain fatigue—II. mechanism

W.H. Kim and C. Laird
Acta metallurgica, v 26(5), pp 789-799
May 1978
DOI: https://doi.org/10.1016/0001-6160(78)90029-9

Abstract

In order to establish the properties of the grain boundaries at which cracks nucleate in high strain fatigue, groups of grains adjacent to the free surface of polycrystalline copper have been analysed by X-ray and trace techniques prior to testing, and subsequently observed during testing to check the nucleation sites. It has thus been found that vulnerable boundaries are associated with highly misoriented grains, the dominant slip systems of which are directed over large slip distances at the intersection of the boundary with the surface. The role of deformation incompatibility in crack nucleation is discussed and the nature of Stage I growth (intergranular) in high strain fatigue is described and defined in terms of bulk slip in the grains adjacent to the crack. Afin d'établir les caractéristiques des joints de grains sur lesquels germent les fissures au cours d'essais de fatigue à forte déformation, on a observé, avant et au cours de l'essai, par analyse de rayons X et par étude de traces, des groupes de joints de grains adjacents à la surface libre de polycristaux de cuivre, pour déterminer les sites de germination. On a ainsi montré que les joints vulnérables correspondent à des grains de forte désorientation dont les systèmes de glissement dominants s'étendent sur de grandes distances de glissement, à l'intersection du joint et de la surface. On discute le role d'incompatibilité à la déformation dans la germination des fissures: on décrit la propagation des fissures dans le stade I (intergralaire) à partir du glissement massif dans les grains adjacents à la fissure. Um die Eigenschaften von Korngrenzen, an denen bei der Hochlastermüdung Risse entstehen, zu untersuchen, wurden Gruppen von Körnern an der freien Oberfläche polykristallinen Kupfers mittels Röntgen- und Spurentechniken vor dem Versuch analysiert und anschlieβend während des Versuches verfolgt, um die Keimbildungsstellen herauszufinden. So wurde herausgefunden, daβ die anfälligsten Korngrenzen mit stark misorientierten Körnern verbunden sind; deren wichtige Gleitsysteme verlaufen über groβe Gleitwege entlang der Schnittlinie der Korngrenze mit der Oberfläche. Es wird die Rolle der Verformungsinkompatibilität für die Riβentstehung diskutiert. Die Natur des intergranularen Wachstums (Bereich I) bei der Hochlastermüdung wird beschrieben und anhand von Gleitprozessen im Inneren der den Riβ berührenden Körner definiert.

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