scholarly journals Fracture Mechanical Analysis of Gleeble Simulated Heat Affected Zones in High Strength Steels

2021 ◽  
Author(s):  
Zsuzsanna Koncsik ◽  
János Lukács ◽  
Gyula Nagy
Keyword(s):  
Research Work ◽  
Crack Tip ◽  
High Strength Steels ◽  
High Strength ◽  
Mechanical Analysis ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Mechanical Investigation ◽  
Gleeble 3500 ◽  
Crack Tip Opening

During the research work the fracture mechanical investigation of heat affected zones of thermomechanical rolled high strength steels (Voestalpine Alform 960M) were carried out. For production of appropriate heat affected zones Gleeble 3500 physical simulator was applied, with different heating cycles and specific cooling times. Following the simulation, fracture mechanical investigations were performed, in favor of determination crack tip opening displacement (CTOD or δ) values.

scholarly journals Guide for Recommended Practices to Perform Crack Tip Opening Displacement Tests in High Strength Low Alloy Steels

2016 ◽  
Vol 21 (3) ◽  
pp. 290-302 ◽  
Author(s):  
Julián A. Ávila ◽  
Vinicius Lima ◽  
Cassius O. F. T. Ruchert ◽  
Paulo Roberto Mei ◽  
Antonio J. Ramirez
Keyword(s):  
Crack Tip ◽  
High Strength ◽  
Low Alloy Steels ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Alloy Steels ◽  
Recommended Practices ◽  
Crack Tip Opening

Experimental Study on Fracture Toughness of Q460C the High-Strength Construction Steel at Low Temperature

2011 ◽  
Vol 71-78 ◽  
pp. 890-897 ◽  
Author(s):  
Yuan Qing Wang ◽  
Yun Lin ◽  
Yan Nian Zhang ◽  
Yong Jiu Shi
Keyword(s):  
Low Temperature ◽  
High Strength ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Three Point Bending ◽  
Function Fitting ◽  
Ductile Brittle Transition Temperature ◽  
Boltzmann Function ◽  
Fracture Appearance ◽  
Crack Tip Opening

Three point bending tests were carried out on 14mm-thick Q460C the high-strength structural steel at low temperature, and scanning electronic microscope of the fracture appearance was analyzed. The results showed that the obvious feature of brittle mechanism was shown on the three point bending specimen fracture whose testing took place at -40°C. And the crack tip opening displacement value of Q460C steel, which was less than that of Q235 steel, Q345 steel and Q390 steel at low temperature, tended to decrease with respect to the temperature reduction. Moreover, a Boltzmann function fitting analysis was applied to the experimental data, and the ductile-brittle transition temperature and the changing regularity were obtained.

Investigation of metal cored arc welded FCA (fatigue crack arrester) steel in terms of microstructure, toughness and tensile properties

2018 ◽  
Author(s):  
Εμμανουήλ-Μάριος Καζασίδης
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Tensile Properties ◽  
Arc Welding ◽  
Crack Tip ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Crack Arrester ◽  
Crack Tip Opening ◽  
Welding Technique

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποσκοπεί στη μελέτη συγκολλήσεων ελασμάτων χάλυβα τύπου ΑΗ-40 FCA (Fatigue Crack Arrester), πάχους 13 mm, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο τόξου κοίλου ηλεκτροδίου με πυρήνα μεταλλικής σκόνης (Μetal Cored Arc Welding technique-MCAW). Η συγκεκριμένη μέθοδος συγκόλλησης επιλέχθηκε επειδή συνίσταται σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες συγκόλλησης και ιδιαίτερα με πολλαπλά περάσματα καθώς δεν απαιτεί ενδιάμεσο καθαρισμό σκωρίας (σε αντίθεση με την FCAW). Κατά συνέπεια, οι συγκολλήσεις πραγματοποιήθηκαν με χρήση ρομποτικού μηχανισμού προκειμένου να εξασφαλιστεί η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια των πειραματικών δοκιμών.Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη μελέτη των συγκολλήσεων του χάλυβα AH-40 FCA περιλαμβάνει την εκτέλεση προπαρασκευαστικών-διερευνητικών πειραμάτων, τη διαδικασία βελτιστοποίησης ως προς τη μικροδομή και των ιδιοτήτων ένταντι εφελκυστικής φόρτισης, τη μελέτη της δυσθραυστότητας καθώς και την κατασκευή αναλυτικού μοντέλου. Πιο συγκεκριμένα: Aρχικά καθορίστηκε το εύρος των συνθηκών συγκόλλησης. Η σχετική μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της διεξαγωγής μεμονωμένων στρώσεων μετάλλου στην επιφάνεια των χαλύβδινων ελασμάτων. Τα πειραματικά αποτελέσματα σε συνδυασμό με τη βιβλιογραφική ανασκόπηση, καθόρισαν το εύρος των εντέλει χρησιμοποιηθησών ρυθμών εισαγωγής θερμότητας (0.5-2.5 kJ/mm με βήμα 0.5 kJ/mm). Στη συνέχεια, η βελτιστοποίηση της συγκόλλησης πραγματοποιήθηκε βάσει των αποτελεσμάτων του μικροδομικού χαρακτηρισμού και των δοκιμών εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης. Σε αυτό το στάδιο τα παρακάτω κριτήρια καθορίστηκαν ως κρίσιμα για την επίτευξη της βέλτιστης συγκολλητής δομής:- Έκταση θερμικά επηρεασμένης ζώνης (η ελαχιστοποίηση του πλάτους της είναι επιθυμητή). Χρήση στερεοσκοπίου.- Ομοιογένεια των μικροδομικών συστατικών μεταξύ της θερμικά επηρεασμένης ζώνης, της ζώνης τήξης και του μετάλλου βάσης (η μέγιστη ομοιογένεια είναι επιθυμητή). Χρήση οπτικής μικροσκοπίας, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης.- Κατανομή μικροσκληρομετρήσεων (ομαλή κατανομή είναι επιθυμητή, πλησιέστερη στη τιμή αναφοράς, δηλαδή στη μικροσκληρότητα του μετάλλου βάσης). Χρήση της μεθόδου Vickers.- Όριο διαρροής της συγκόλλησης (επιθυμητή η μεγιστοποίηση του ορίου διαρροής). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης- Αντοχή σε εφελκυσμό (επιθυμητή η μεγιστοποίηση της αντοχής). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης.-Επιμήκυνση θραύσης ως δείκτης της ολκιμότητας (επιθυμητή η μεγιστοποίησης της επιμήκυνσης). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης. Έπειτα, η μελέτη επικεντρώθηκε στη διερεύνηση της βέλτιστης συγκόλλησης και πιο συγκεκριμένα στην περιοχή που παρουσιάζει τη μέγιστη υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων. Σε αυτήν πραγματοποιήθηκαν δοκιμές με χρήση προρωγματωμένων δοκιμίων για τη μέτρηση της δυσθραυστότητας με τις μεθόδους Charpy V-notch και CTOD (Crack tip opening displacement).Παράλληλα με την πειραματική διαδικασία πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη ενός αιτιοκρατικού αναλυτικού μοντέλου το οποίο χρησιμοποιεί ρητές-μαθηματικές εξισώσεις με διττό στόχο: την πρόβλεψη του εμβαδού της περιοχής ενίσχυσης ενός κορδονιού ευθείας ραφής, καθώς και του απαιτούμενου αριθμού κορδονιών σε μία συγκόλληση με πολλαπλά περάσματα. Η αξιοπιστία των προβλεπόμενων αποτελεσμάτων και η επαναληψιμότητα του μοντέλου επιβεβαιώθηκαν πειραματικά.

Applying Gurson Type of Damage Models to Low Constraint Tests of High Strength Steels and Welds

2006 ◽  
Author(s):  
Ming Liu ◽  
Yong-Yi Wang
Keyword(s):  
Damage Mechanics ◽  
Ductile Failure ◽  
High Strength Steels ◽  
High Strength ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Critical Crack ◽  
Gtn Model ◽  
Strain Capacity ◽  
Low Constraint

Pipelines experiencing displacement-controlled loading need to have adequate strain capacity. Large tensile strain capacity can only be achieved when the failure processes are ductile. In ductile failure analyses, the strain capacity may be determined by two approaches. The first approach uses the conventional fracture mechanics criteria, such as the attainment of the critical crack tip opening displacement, to assess the onset of the crack propagation. The other approach uses damage mechanics models in which the onset and propagation of cracks are controlled by the nucleation, growth, and coalescence of voids in the material. The damage mechanics models can provide some insights of the ductile failure processes as they have more physical mechanisms built in the constitutive model. In this paper, the Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) model is applied to two types of low-constraint tests: curved wide plates and back-bend specimens. The wide plate test is considered more representatives of full-scale pipes than the conventional laboratory-sized specimens, but requires large-capacity machines. The back-bend test is a newly developed low-constraint laboratory-sized test specimen. A relatively simple approach to determine the damage parameters of the GTN model is discussed and the transferability of damage parameters between those two test types is also analyzed.

Plastic relaxation at a crack tip by asymmetric slip

1988 ◽  
Vol 418 (1854) ◽  
pp. 261-280 ◽  
Keyword(s):  
Slip Band ◽  
Crack Opening ◽  
Crack Tip ◽  
Friction Stress ◽  
Small Scale ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Sharp Crack ◽  
Scale Yielding ◽  
Crack Tip Opening

Relaxation at a sharp crack tip by a single slip band is considered. It is shown that for mixed-mode loading of a plane crack in an isotropic medium there is a unique angle between the slip band and the crack for which the energy release rate (or stress intensity factor) of the crack can be reduced to zero. For such a slip-band calculations are made of the slipband length and the crack-opening displacement as a function of the loading, crack length and friction stress acting on dislocations in the slip band. For small-scale yielding, a simple model is discussed that gives a good approximation to the crack-tip opening displacement and slip-band angle.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document