Determination of plastic properties of metals by instrumented indentation using different sharp indenters

Bucaille, J. L.; Stauss, Sven; Felder, Éric; Michler, Johann

doi:10.1016/s1359-6454(02)00568-2

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“…He concluded that the effect of friction is small for indenters with a large angle (like Berkovich and Vickers) and this effect is more significant when the angle of the indenter (θ) is less than 60°. This result was also reported by Bucaille et al [22] and Kojima et al [25].…”

Section: Sensitivity Of the Pile-up And Sink-in Patternssupporting

confidence: 89%

“…Indeed, as mentioned by Liu et al [15], Bucaille et al [22] and Bocciarelli et al [23], when the coefficient of friction is greater, the height of the pile-up patterns decreases. Even though the friction influences the patterns near the indented imprint, this coefficient is generally considered to be "zero" by many authors.…”

Section: Sensitivity Of the Pile-up And Sink-in Patternsmentioning

confidence: 86%

“…Without friction, the contact pressure is equal to the ratio of the force to the projected contact area and is independent of the cone angle. For a Berkovich indenter, which is equivalent to a conical indenter with an included angle θ = 70.3° [22], the friction part, µ/tan θ, of Eq. (12) is insignificant compared to the factor of 1 for usual values of the parameter µ. Consequently, looking at the nanoindentation curve, the friction coefficient can be neglected in the case of Berkovich indentation.…”

Section: Fig 6: Influence Of the Tangent Modulus (A) And The Plasticmentioning

confidence: 99%

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Interests and limitations of nanoindentation for bulk multiphase material identification: Application to the β phase of Ti-5553

et al. 2009

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This paper focuses on the numerical modeling of nanoindentation tests. The first goal of this study is to collect essential material parameters and boundary conditions from the literature and to complete the data required to accurately model nanoindentation tests. The second goal of this study consists in validating the material parameters identified from macroscopic tensile tests of the body-centered cubic β phase of Ti-5553, a new generation of titanium alloy. This validation is performed looking at experimental and numerical nanoindentation curves obtained for different grain orientations.

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Section: Sensitivity Of the Pile-up And Sink-in Patternssupporting

confidence: 89%

Section: Sensitivity Of the Pile-up And Sink-in Patternsmentioning

confidence: 86%

Section: Fig 6: Influence Of the Tangent Modulus (A) And The Plasticmentioning

confidence: 99%

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Interests and limitations of nanoindentation for bulk multiphase material identification: Application to the β phase of Ti-5553

et al. 2009

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“…It should be emphasized that the representative strain defined in the Tabor equation is an average value. The strain constraint fact, , should vary with the depth of the indentation for which the tangent of corresponding contact point could be equal to the same angle of sharp indenter [6,55]. Most of researchers agreed with the formulation of Tabor's equation, but argued the choice of the value of  and  [56][57][58][59][60][61][62].…”

Section: Determination Of Plastic Property Through Spherical Indentatmentioning

confidence: 99%

“…It should be emphasized that the representative strain defined in the Tabor equation is an average value. The strain constraint factor,  , should vary with indentation depth through which the tangent of the corresponding contact point can be equal to the same angle of a sharp indenter [6,55]. The fact is that the equivalent stress and strain at an arbitrary point beneath the indenter should be equal to the uniaxial stress strain curve from the result of FEM, although the equivalent stress and strain of the material vary from point to point [75,146] .…”

Section: Theoretical Backgroundmentioning

confidence: 99%

Determining the elastic-plastic properties of metallic materials through instrumented indentation

Chang¹

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AgradecimientosPrimero, me gustaria agradecer a mis supervisores. Me gustaría expresar mi máximo aprecio hacia mi supervisor Dr. J. Ruiz-Hervias por guiarme y ayudarme durante estos años en el laboratorio. He aprendido de él, no solo en lo estrictamente académico, si no en su generosidad y en su mente positiva hacia la vida. Además, también quería agradecer a mi co-supervisor Dr. M. A. Garrido. Él ha jugado un papel muy significante en el inicio de mi vida académica. Sus ideas y su entusiasmo siempre me inspiraron y me motivaron. Sin su paciencia y su ayuda, nunca hubiera acabado esta tesis. ResumenEn los últimos años, y asociado al desarrollo de la tecnología MEMS, la técnica de indentación instrumentada se ha convertido en un método de ensayo no destructivo ampliamente utilizado para hallar las características elástico-plásticas de recubrimientos y capas delgadas, desde la escala macroscópica a la microscópica. Sin embargo, debido al complejo mecanismo de contacto debajo de la indentación, es urgente proponer un método más simple y conveniente para obtener unos resultados comparables con otras mediciones tradicionales. En este estudio, el objetivo es mejorar el procedimiento analítico para extraer las propiedades elástico-plásticas del material mediante la técnica de indentación instrumentada.La primera parte se centra en la metodología llevada a cabo para medir las propiedades elásticas de los materiales elásticos, presentándose una nueva metodología de indentación, basada en la evolución de la rigidez de contacto y en la curva fuerza-desplazamiento del ensayo de indentación. El método propuesto permite discriminar los valores de indentación experimental que pudieran estar afectados por el redondeo de la punta del indentador. Además, esta técnica parece ser robusta y permite obtener valores fiables del modulo elástico.La segunda parte se centra en el proceso analítico para determinar la curva tensión-deformación a partir del ensayo de indentación, empleando un indentador esférico. Para poder asemejar la curva tension-deformación de indentación con la que se obtendría de un ensayo de tracción, Tabor determinó empíricamente un factor de constricción de la tensión () y un factor de constricción de la deformación (). Sin embargo, la elección del valor de  y  necesitan una derivación analítica. Se describió analíticamente una nueva visión de la relación entre los factores de constricción de tensión y la deformación basado en la deducción de la viii ecuación de Tabor. Un modelo de elementos finitos y un diseño experimental se realizan para evaluar estos factores de constricción. A partir de los resultados obtenidos, las curvas tension-deformación extraidas de los ensayos de indentación esférica, afectadas por los correspondientes factores de constricción de tension y deformación, se ajustaron a la curva nominal tensión-deformación obtenida de ensayos de tracción convencionales.En la última parte, se estudian las propiedades del revestimiento de cermet Inconel 625-Cr 3 C 2 que es depositado en el medio de una a...

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Nano‐scale Characterization of Al‐Mg Nanocrystalline Alloys

Harvey¹,

Ladani²

2012

ICAA13: 13th International Conference on Aluminum Alloys

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Determination of plastic properties of metals by instrumented indentation using different sharp indenters

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Interests and limitations of nanoindentation for bulk multiphase material identification: Application to the β phase of Ti-5553

Interests and limitations of nanoindentation for bulk multiphase material identification: Application to the β phase of Ti-5553

Determining the elastic-plastic properties of metallic materials through instrumented indentation

Nano‐scale Characterization of Al‐Mg Nanocrystalline Alloys

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