Suitability of fatigue crack growth thresholds at negative stress ratios for ferritic steels and aluminum alloys in flaw evaluation procedures

Hasegawa, Kunio; Dvořák, David; Mareš, Vratislav; Strnadel, Bohumír; Usami, Saburo

doi:10.1016/j.engfracmech.2021.107670

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“…The material microstructures are recognized to associate with the R-effect on the structural materials, 23,27 including steels, 13 titanium alloys, 28 and aluminum alloys. 29 A titanium alloy with the α-aged microstructure had a negligible R-effect; however, it was observed to have a strong R-effect after different heat treatments. 30,31 Liu et al 31 and Lu et al 32 noticed a similar phenomenon though examining the steel or titanium welded join.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

Influence of temperature on the R‐effect for the fatigue crack growth of nickel‐base superalloy GH4169

Liu

Yang

et al. 2022

Fatigue Fract Eng Mat Struct

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The stress ratio (R) effect, especially at elevated temperatures, is associated with the fatigue crack growth (FCG) prediction in aero-engine hot-end components under complex operation conditions. The FCG experiments with three R were conducted on Ni-based superalloy GH4169 at room temperature (RT), 550 C, and 700 C. The results indicate that the R-effect on the FCG of GH4196 is temperature-dependent. Therefore, efforts were made to identify the R-effect at various temperatures to describe the FCG. The concept of the crack-closure or the two-driving-force was employed to quantify the R-effect considering the temperature influence. Fractographic analyses on the fracture surface were performed to discuss the underlying mechanism responsible for the temperature influence. The study can contribute to the R-dependent FCG modeling at various temperatures.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

Influence of temperature on the R‐effect for the fatigue crack growth of nickel‐base superalloy GH4169

Liu

Yang

et al. 2022

Fatigue Fract Eng Mat Struct

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“…Es difícil determinar ∆K th experimentalmente, ya que toma mucho tiempo establecer si la grieta está creciendo o no [8]. Usualmente, se halla por extrapolación o directamente de la curva de propagación de la grieta.…”

Section: Métodos Experimentalesunclassified

“…El estándar ASTM E647-15e1 [8] propone tres modos de control de carga para conducir los ensayos de propagación de grietas: el método de amplitud de fuerza constante para da/dN > 10 -8 m/ciclo, el método de disminución de K para da/dN < 10 -8 m/ciclo y el método de control de K alternativo.…”

Section: Métodos Estándar Astmunclassified

“…Por lo tanto, describir el comportamiento de las grietas en la zona umbral es de gran importancia, y comprender el significado del umbral ∆K th es crucial para el entendimiento de dicho comportamiento. Es más, establecer con exactitud el valor de ∆K th es importante, con el fin de determinar si algún defecto crecerá o no [8]. Taylor [9] publicó valores de ∆K th de muchos materiales, para aplicaciones prácticas de ingeniería.…”

Section: Introductionunclassified

“…En la literatura se pueden encontrar curvas y ecuaciones para determinar ∆K th . Por ejemplo, Hasegawa et al [8] presentan curvas y ecuaciones para aceros ferríticos y aleaciones de aluminio, suministradas en el boletín de la WRC (Welding Research Council) [13], en la Sección VIII de la ASME (American Society of Mechanical Engineers) [1], por el IIW (International Institute of Welding) [14] y por el BS (British Standards) 7910 [2].…”

Section: Introductionunclassified

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Sobre la determinación del umbral del rango del factor de intensidad de tensiones y los factores que lo afectan

Bernal

Vanegas-Useche²

2022

Ing.

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Contexto: El umbral del rango del factor de intensidad de tensiones (ΔKth) es un valor por debajo del cual la propagación de grietas de fatiga es insignificante. Este suele usarse para establecer la vida a fatiga de un elemento ingenieril. Sin embargo, su determinación, la forma en que diferentes factores influyen en su valor y su aplicación aún son temas de discusión. Método: Este trabajo discute sobre los métodos y criterios existentes para la determinación de ΔKth y los factores que lo afectan. Resultados: Los métodos experimentales estándar ASTM son los ensayos más usados. Sin embargo, estos pueden resultar inexactos, pues los ensayos de preagrietamiento a compresión pueden producir resultados conservativos. Recientemente se han propuesto muchos métodos analíticos y numéricos para determinar el umbral. Muchos factores y variables afectan el valor de ΔKth, tales como el cierre de grieta, la geometría, el tamaño de la grieta, las características de la carga, la microestructura, las propiedades del material, el ambiente, las tensiones residuales y las cargas de modo mixto. Conclusiones: El umbral puede determinarse mediante ensayos estándar ASTM o métodos teóricos o numéricos. Se ha avanzado mucho en este campo, pero se requiere más investigación para mejorar los métodos experimentales y obtener métodos analíticos o numéricos que capturen más integralmente las diferentes complejidades, factores y variables que afectan el umbral.

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Experimental and numerical investigations of fatigue and fracture performance of metal inert gas-welded Al-3.4 Mg aluminium alloy

Kumar

Singh

2021

J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng.

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Suitability of fatigue crack growth thresholds at negative stress ratios for ferritic steels and aluminum alloys in flaw evaluation procedures

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Influence of temperature on the R‐effect for the fatigue crack growth of nickel‐base superalloy GH4169

Sobre la determinación del umbral del rango del factor de intensidad de tensiones y los factores que lo afectan

Experimental and numerical investigations of fatigue and fracture performance of metal inert gas-welded Al-3.4 Mg aluminium alloy

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