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Effects of Microstructural Anisotropy on the Dwell Fatigue Life of Ti-6Al-4V Bar

材料科学 巴黎法 巴(单位) 复合材料 停留时间 各向异性 断裂(地质) 压力(语言学) 应力集中 裂缝闭合 循环应力 增长率 断裂力学 结构工程 几何学 数学 光学 临床心理学 医学 物理 工程类 哲学 气象学 语言学
作者
Kenichi Mori,Shohtaroh Hashimoto,Mitsuo Miyahara
出处
期刊:Isij International [The Iron and Steel Institute of Japan]
卷期号:61 (10): 2666-2676 被引量:5
标识
DOI:10.2355/isijinternational.isijint-2021-245
摘要

Cyclic fatigue, dwell fatigue and crack growth properties were evaluated in the axial direction (L) and transversal direction (T) of Ti-6Al-4V forged round bar. In the SN curve where the stress is normalized by 0.2% proof stress, the cyclic fatigue life in the L/T direction is almost the same, whereas the dwell fatigue life in the T direction is as short as 1/5. In dwell fatigue, ductile fracture occurred when the maximum stress was higher than 95% of 0.2% proof stress. At stresses below 870 MPa, the inelastic strain range and the strain increase rate in the T direction gradually decreased with decreasing stress, and the fracture mode transitioned to that with fatigue crack growth. The gradual change must have been caused by the mixture of anisotropic microtexture regions. At stresses below 825 MPa, the fracture mode transitioned rapidly in the L direction, where the soft oriented microtexture regions were dominant. In the low ΔK region (≤15 MPa√m), the crack growth rate in the axial direction was about twice that in the radial direction of the bar. The shorter dwell fatigue life in the T direction under stress conditions showing fatigue crack growth was explained by the significantly earlier crack initiation compared to that in cyclic fatigue and the faster crack growth along the microtexture in the axial direction of the bar.
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