Microvoid birleşmesi - Microvoid coalescence

SEM 6061-T6 Al'in sünek kırılma yüzeyinde görülen mikro boşluk birleşmesinin görüntüsü

Microvoid birleşmesi (MVC) yüksek enerjili mikroskobiktir kırık çoğunda görülen mekanizma metalik alaşımlar ve bazı mühendislikte plastik.

A) gerilim, b) kesme ve c) bükülme hataları için MVC kırılma yüzeyi morfolojileri

Kırılma süreci

MVC üç aşamada ilerler: mikro boşlukların çekirdeklenmesi, büyümesi ve birleşmesi. Mikro boşlukların çekirdeklenmesi, parçacıkların çatlaması veya ara yüzey arızasından kaynaklanabilir. çökeltilmiş parçacıklar ve matris. Ek olarak, mikro boşluklar genellikle malzeme içinde tane sınırlarında veya kalıntılarda oluşur.^[1]^[2] Mikro boşluklar, matrisin plastik akışı sırasında büyür ve mikro boşluklar, bitişik mikro boşluklar birbirine bağlandığında veya mikro boşluk deneyimleri arasındaki malzeme birleştiğinde birleşir. boyun eğme. Mikro boşluk birleşmesi kırılmaya neden olur.^[3] Rice-Tracey modeli kullanılarak sürekli plastisite varsayıldığında boşluk büyüme oranları tahmin edilebilir:^[2]^[4]

${displaystyle ln left ({frac {ar {R}} {R_ {0}}} ight) = int limits _ {0} ^ {epsilon _ {q}} Aleft ({frac {3sigma _ {m}} {2sigma _ {ys}}} ight) depsilon _ {v} ^ {p}}$

nerede ${displaystyle A}$ tipik olarak 0.283'e eşit bir sabittir (ancak gerilim üç eksenine bağlıdır), ${displaystyle sigma _ {ys}}$ ... verim stresi, ${displaystyle sigma _ {m}}$ ... ortalama stres, ${displaystyle epsilon _ {q}}$ eşdeğer Von Mises plastik suşu, ${displaystyle R_ {o}}$ partikül boyutu ve ${displaystyle {ar {R}}}$ stres üç eksenli tarafından üretilir:

${displaystyle {ar {R}} = {frac {R_ {1} + R_ {2} + R_ {3}} {3}}}$

Kırılma yüzeyi morfolojileri

MVC, başarısızlık durumunda yükleme türüne bağlı olarak üç farklı kırılma morfolojisine neden olabilir. Çekme yükü yükleme eksenine dik olarak birleşen çapı birkaç mikrometre olan küresel çöküntüler olan eş eksenli çukurlarla sonuçlanır. Kesme gerilmeleri maksimum kayma gerilimi düzlemlerinde birleşen parabolik çöküntüler olan uzun çukurlara neden olacaktır. Girintiler, çatlak başlangıcına işaret eder ve kesmeden etkilenen göçme, karşıt kırılma yüzeyleri üzerinde zıt yönlere işaret eden çöküntüler üretecektir. Kombine gerilim ve bükme uzatılmış çukur morfolojisini de üretecektir, ancak çöküntülerin yönleri her iki kırık yüzeyinde aynı yönde olacaktır.

Referanslar

^ Askeland, Donald R. (Ocak 2015). Malzeme bilimi ve mühendisliği. Wright, Wendelin J. (Yedinci baskı). Boston, MA. sayfa 236–237. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750.
^ ^a ^b Soboyejo, W.O (2003). Mühendislik malzemelerinin mekanik özellikleri. Marcel Dekker. sayfa 393–394. ISBN 0-203-91039-7. OCLC 54091550.
^ Hertzberg, Richard W. Mühendislik Malzemelerinin Deformasyon ve Kırılma Mekaniği, Dördüncü Baskı. John Wiley and Sons, Inc, Hoboken, NJ: 1996.
^ Kapsamlı yapısal bütünlük. Milne, I., Ritchie, R.O., Karihaloo, B.L. (1. baskı). Amsterdam: Elsevier / Pergamon. 2003. s. 186–192. ISBN 978-0-08-049073-1. OCLC 190802556.CS1 Maint: diğerleri (bağlantı)

[1] Askeland, Donald R. (Ocak 2015). Malzeme bilimi ve mühendisliği. Wright, Wendelin J. (Yedinci baskı). Boston, MA. sayfa 236–237. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750.

[:0-2] Soboyejo, W.O (2003). Mühendislik malzemelerinin mekanik özellikleri. Marcel Dekker. sayfa 393–394. ISBN 0-203-91039-7. OCLC 54091550.

[3] Hertzberg, Richard W. Mühendislik Malzemelerinin Deformasyon ve Kırılma Mekaniği, Dördüncü Baskı. John Wiley and Sons, Inc, Hoboken, NJ: 1996.

[4] Kapsamlı yapısal bütünlük. Milne, I., Ritchie, R.O., Karihaloo, B.L. (1. baskı). Amsterdam: Elsevier / Pergamon. 2003. s. 186–192. ISBN 978-0-08-049073-1. OCLC 190802556.CS1 Maint: diğerleri (bağlantı)

[1]

[2]

[3]

[4]