(2) In thin (52 µm thick) 316 stain

(2) In thin (52 µm thick) 316 stainless steel specimens, near threshold crack growth rates increase with R-ratio until a critical R-ratio after which the R-ratio effect vanishes. This can be interpreted in terms of roughness-induced crack closure.
(3) Crack closure is also observed in amorphous NiSiB at low R-ratio but since it cannot explain the observed inverse R-ratio effect, it is proposed that the closure effects are obscured by crack face buckling which occurs at high R-ratios. A phenomenological model of buckling has beer proposed to explain the reduction of ΔKeff at higher R-ratios. It is suggested that buckling leads to a reduction in the local crack tip compliance.
REFERENCES
[IJ S. Maddox, The effect of mean stress on fatigue crack propagation: a literature review. Int. J. Fracture 11, 389-408 (1975).
[2] T. C. Lindley, C. E. Richards and R. O. Ritchie, The mechanics and mechanisms of fatigue crack growth in metals, in The Mechanics and Physics of Fracture, pp. 238-252. The Metals Society, London (1975).
[3] S. Suresh and R. O. Ritchie, Near threshold fatigue crack propagation: a perspective on the role of crack closure, in Fatigue Crack Growth Threshold Concepts (Edited by D. L. Davidson and S. Suresh). pp. 227-261, Metallurgical Society of AIME (1984).
[4] N. A. Fleck, Fatigue crack growth—the complications, in Fatigue Crack Growth: 30 Years of Progress (Edited by R. A. Smith), pp. 75-88. Pcrgamon Press, Oxford (1986).
|5j N. £ Frost, L. P. Pook and K. Denton, A fracture mechanics analysis of fatigue crack growth data for various materials. Engng Fracture Mech. 3, 109-126 (1971).
[6] P. C. Paris, R. J. Bucci, E. T. Wessel, W. G. Clarke and T. R. Mager, Extensive Study of low fatigue crack growth rates in A533 and A508 Steels, in Stress Analysis and Growth of Cracks, ASTM STP 513, 141-176 (1972).
[7] R. O. Ritchie and J. F. Knott, Mechanisms of fatigue crack growth in low alloy steel. Acta Metall. 21, 639-648 (1973).
[8] L. Edwards and J. W. Martin, Effects of dispersoids on fatigue crack propagation in aluminium alloys. Metal Sci. 17, 511-518 (1983).
[9] A. J. McEvily, Current aspects of fatigue in metals. Metals Sci. 11, 274-284 (1977).
[10J W. J. D. Shaw and I. LeMay, Crack closure during fatigue crack propagation, in Fracture Mechanics (Edited by C. W. Smith), ASTM STP 677, 233-246 (1979).
[11] W. Elber, Crack closure under cyclic tension. Engng Fracture Mech. 2, 37-45 (1970).
[12] W. Elber, The significance of fatigue crack closure, in Damage Tolerance in Aircraft Structures, ASTM STP 486, 230-242 (1971).
[13] T. C. Lindley and C. E. Richards, The relevance of crack closure to fatigue crack propagation. Mater. Sci. Engng 14, 281-293 (1974).
[14] B. Budiansky and J. W. Hutchinson, Analysis of closure in fatigue crack growth. J. Appl. Mech. 45, 267-276 (1978).
[15] M. D. Halliday and C. J. Bcevcrs, Non-closure of cracks and fatigue crack growth in heat-treated Ti-6A1~4V. Int.
J. Fracture 15, 27-30 (1979).
[16] S. Suresh and R. O. Ritchie, A geometric model for fatigue crack closure induced by fracture surface roughness. Metall. Trans. I3A, 1627-1631 (1982).
[17] S. Suresh, G. F. Zamiski and R. O. Ritchie, Oxide induced crack closure—an explanation for near-threshold corrosion fatigue crack growth behaviour. Metall. Trans 12A, 1435-1443 (1981).
[18] R. O. Ritchie, Near-threshold fatigue crack propagation in steels. Int. Metal Rev. 5, 205-230 (1979).
[19] D. L. Davidson and S. Suresh (eds), Fatigue Crack Growth Threshold Concepts. Metallurgical Society of AIME, New York (1984).
[20] C. A. Pampillo and D. E. Pol, The strength and fracture characteristics of Fe, Ni-Fe and Ni base glasses at various temperatures. Acta Metall. 22, 741-749 (1974),
[21] L. A. Davis and Y. T. Yeow, Flow and fracture of a Ni-Fe metallic glass. J. Mater. Sci. 15, 230-236 (1980).
[22] L. A. Davis, Fracture toughness of metallic glasses. Metall. Trans. I0A, 235-240 (1979).
[23] C. A Pampillo, Flow and fracture in amorphous alloys. J. Mater. Sci. 10, 1194-1227 (1975).
[24] A. T. Alpas, L. Edwards and C. N. Reid, Shear crack propagation in a Ni base metallic glass. Acta Metall. 35, 787-796 (1987).
[25] T. Ogura, T. Masumoto and K. Fukushima, Fatigue fracture of amorphous Pd-20 at % Si alloy. Scripta Metal/. 9, 109-114 (1975).
[26] L. A. Davis, Fatigue of metallic glasses. J. Mater. Sci. 11, 711-717 (1976).
[27] F. Spaepen, A microscopic mechanism for steady state inhomogeneous flow in metallic glasses. Acta Metall. 25, 407-415 (1977).
[28] T. Ogura, K. Fukushima and T. Masumoto, Propagation of fatigue cracks in amorphous metals. Mater. Sci. Engng. 23, 231-235 (1976).
[29] A. T. Alpas, L. Edwards and C. N. Reid, Fatigue crack propagation in a Ni7g Si,0 B,, metallic glass with amorphous and semi-crystalline structures. Mater. Sci. Engng. 98, 501-504 (1988).
[30] D. P. Rooke and D. J. Cartwright, Compendium of Stress Intensity Factors. HMSO, London (1976).
[31] A. C. Pickard, R. O. Ritchie and J. F. Knott, Fatigue crack propagation in a type 316 stainless steel weldment. Metals Technol 253-263 (1975).
[32] D. G. Rickerby and P. Fenici, Fatigue crack growth in thin section type 316 stainless steel. Engng Fracture Mech. 19, 585-599 (1984).
[33] R. O. Ritchie, Influence of microstructure on near-threshold fatigue crack propagation in Ultra-high strength steel. Metal Sci. 11, 368-381 (1973).
[34] J. L. Robinson and C. J. Beevers, The effects of load ratio, interstitial content and grain size on low stress fatigue crack propagation in titanium. Metal Sci. 11, 153-159 (1973).
[35] K. Minakawa and A. J. McEvily, On crack closure in the near-threshold region. Scripta Metall. 15, 633-636 (1981).
[36] J. R. Rice and M. A. Johnson, The role of large crack tip geometry changes in plane strain fracture, in Inelastic Behaviour of Solids (Edited by M. F. Kanninen), pp. 641-672. McGraw-Hill, New York (1970).
[37] A. T. Alpas, Fracture and fatigue crack propagation in a Ni base metallic glass. PhD Thesis, The Open University (1987).
[38] J. R. Dixon and J. S. Strannigan, Stress distribution and buckling in thin sheets with central slits. Froc. 2nd Int. Coni Fracture, pp. 105-118. Chapman and Hall, London (1969).
[39] T. Fujimoto and S. Sumi, Local buckling of thin tensioned plate with a crack, in Memoirs of the Faculty of Engng, Kyushu University, vol. 42, pp. 355-370 (1982).
[40] D. Rhodes and J. Radon, The effect of local stress biaxiality on the behaviour of fatigue crack growth test specimens, in Multiaxial Fatigue (Edited by K. J. Miller and M. W. Brown) ASTM STP 653, 153-163 (1985).
[41] L. P. Pook, Private Communication (1985).
[42] E. K. Walker, A study of the influence of geometry on the strength of fatigue cracked panels. Technical Report AFFDL-TR-66-92, Ohio (1966).
{Received 1 March 1989)


Fig. 1. Effect of R-ratio on near theshold and medium crack growth rates in the metallic glass.
Fig. 2. Variation of crack growth rates of the metallic glass with R -ratio at constant ΔK.


Fig. 6. Size of shear facets as a function of applied ΔK and R- ratio in the metallic glass
Fig. 5. Fatigue fracture surface of the metallic glass at AK - 3 MPa m and R=0,1
7. Micrographs of the crack tip of the metallic glass during unloading half fatigue cycle
AK = 5 MPa m and R= 0.l (replica); (a) at Kmax ; and (b) at Kmin + 0.2 ΔK
Fig. 8. Load vs CTOD curves (compliance curves) for metallic glass: (a) AK = 2.5 MPa m; and (b) AK = 5 MPa m.
Fig. 9. Effect of R-ratio on crack growth rates in the stainless steel.
Fig. 10. Variation of crack growth rates of the stainless steel with AK-ratio at AK =13.3MPa m
Fig. 11. Fatigue fracture surface of the stainless steel at AK= 13 MPa m and R=1
Pig. 12. Fatigue crack tip morphology of the stainless steel at AK= 13 MPa m and R=0.1

Fig. 13. Effect of buckling on the effective value of ΔK at the crack tip at two applied ΔK levels.
Fig. 14. Variation of ΔCTOD ( CTODmax – CTODcl) with R-ratio at ΔK=2.5 and 5MPa m
.

Kết quả (Việt) 1:

(2) trong mỏng (52 μm dày) 316 thép không gỉ mẫu, gần ngưỡng crack tăng trưởng tỷ giá tăng với tỷ lệ R cho đến khi một R quan trọng-tỷ lệ sau đó có hiệu lực R-tỷ lệ biến mất. Điều này có thể được giải thích trong điều khoản của gồ ghề gây ra vết nứt closure.
(3) Crack đóng cửa cũng được quan sát trong vô định hình NiSiB ở R-tỷ lệ thấp, nhưng kể từ khi nó không thể giải thích các hiệu ứng R-tỷ lệ nghịch đảo quan sát, chúng tôi đề xuất rằng những tác động đóng cửa được che khuất bởi vết nứt mặt sự oằn xảy ra lúc cao R-tỷ lệ. Một mô hình phenomenological của sự oằn có bia đề xuất để giải thích việc giảm ΔKeff lúc cao R-tỷ lệ. Nó là gợi ý rằng sự oằn dẫn đến một sự giảm trong các địa phương crack Mẹo tuân thủ.
tham khảo
[IJ S. Maddox, tác dụng của sự căng thẳng có nghĩa là ngày mệt mỏi crack tuyên truyền: một bài đánh giá văn học. Int. J. gãy 11, 389-408 (1975).
[2] T. C. Lindley, C. E. Richards và R. O. Ritchie, cơ khí và các cơ chế của sự mệt mỏi crack tăng trưởng trong kim loại, The cơ học và vật lý gãy xương, pp. 238-252. Kim loại xã hội, Luân Đôn (1975).
[3] S. Suresh và R. O. Ritchie, gần ngưỡng mệt mỏi crack tuyên truyền: một cái nhìn về vai trò của crack đóng cửa, ở mệt mỏi Crack tăng trưởng ngưỡng khái niệm (Edited by D. L. Davidson và S. Suresh). Trang 227-261, xã hội AIME ngành luyện kim (1984).
[4] Fleck N. A., mệt mỏi crack tăng trưởng-biến chứng, trong sự phát triển mệt mỏi Crack: 30 năm của sự tiến bộ (soạn thảo bởi R. A. Smith), pp. 75-88. Pcrgamon báo chí, Oxford (1986).
|5j N. £ Frost, L. P. Pook và K. Denton, Phân tích cơ học gãy xương của mệt mỏi crack tăng trưởng dữ liệu cho các vật liệu khác nhau. Engng gãy xương Mech. 3, 109-126 (1971).
[6] Paris P. C., R. J. Bucci, E. T. Wessel, W. G. Clarke và T. R. Mager, các nghiên cứu sâu rộng của thấp mệt mỏi crack tăng trưởng tỷ giá trong A533 và A508 thép, trong căng thẳng phân tích và phát triển của vết nứt, ASTM STP 513, 141-176 (1972).
[7] R. O. Ritchie và J. F. Knott, Các cơ chế của sự mệt mỏi crack sự tăng trưởng trong thép hợp kim thấp. Acta Metall. 21, 639-648 (1973).
[8] L. Edwards và J. W. Martin, ảnh hưởng của dispersoids mệt mỏi crack tuyên truyền trong các hợp kim nhôm. Kim loại Sci. 17, 511-518 (1983).
[9] A. J. McEvily, hiện nay các khía cạnh của sự mệt mỏi trong kim loại. Kim loại Sci. 11, 274-284 (1977).
[10J W. J. D. Shaw và I. LeMay, Crack đóng cửa trong mệt mỏi crack tuyên truyền, tại gãy xương cơ khí (soạn thảo bởi C. W. Smith), ASTM STP 677, 233-246 (1979).
[11] W. Elber, Crack đóng cửa dưới cyclic căng thẳng. Engng gãy xương Mech. 2, 37-45 (1970).
[12] W. Elber, ý nghĩa của mệt mỏi crack đóng cửa, trong khả năng chịu thiệt hại trong cấu trúc máy bay, ASTM STP 486, 230-242 (1971).
[13] T. C. Lindley và C. E. Richards, sự liên quan của crack đóng cửa để mệt mỏi crack tuyên truyền. Mater. Sci. Engng 14, 281-293 (1974).
[14] B. Budiansky và J. W. Hutchinson, phân tích đóng cửa trong mệt mỏi crack tăng trưởng. J. Appl Mech. 45, 267-276 (1978).
[15] M. D. Halliday và C. J. Bcevcrs, đóng cửa phòng không của vết nứt và mệt mỏi crack tăng trưởng ở nhiệt Ti-6A1 ~ 4V. Int.
J. gãy 15, 27-30 (1979).
[16] S. tùng và R. O. Ritchie, Một mô hình hình học cho mệt mỏi crack đóng cửa bị gãy xương bề mặt gồ ghề. Metall. dịch I3A, 1627-1631 (1982).
[17] S. tùng, G. F. Zamiski và R. O. Ritchie, ôxít gây ra đóng cửa crack-một lời giải thích cho sự ăn mòn gần ngưỡng mệt mỏi crack tăng trưởng hành vi. Metall. Trans 12A, 1435-1443 (1981).
[18] R. O. Ritchie, gần ngưỡng mệt mỏi crack tuyên truyền trong thép. Int. Kim loại Rev 5, 205-230 (1979).
[19] D. L. Davidson và S. Suresh (chủ biên), mệt mỏi Crack tăng trưởng ngưỡng khái niệm. Luyện kim xã hội của AIME, New York (1984).
[20] C. A. Pampillo và D. E. Pol, sức mạnh và gãy xương đặc điểm của Fe, Ni-Fe và Ni căn cứ kính ở nhiệt độ khác nhau. Acta Metall. 22, 741-749 (1974),
[21] L. A. Davis và Y. T. diệu, Dòng chảy và gãy xương một thủy tinh kim loại Ni-Fe. J. mater. Sci. 15, 230-236 (1980).
[22] L. A. Davis, gãy xương toughness kim loại kính. Metall. dịch I0A, 235-240 (1979).
[23] C. Một Pampillo, dòng chảy và gãy xương trong các hợp kim vô định hình. J. mater. Sci. 10, 1194-1227 (1975).
[24] A. T. Alpas, L. Edwards và C. N. Reid, cắt crack tuyên truyền trong một ly kim loại Ni cơ sở. Acta Metall. 35, 787-796 (1987).
[25] T. Ogura, T. Masumoto và K. Fukushima, mệt mỏi gãy xương của Pd-20 vô định hình tại % Si hợp kim. Kim loại scripta /. 9, 109-114 (1975).
[26] L. A. Davis, mệt mỏi của kim loại kính. J. mater. Sci. 11, 711-717 (1976).
[27] F. Spaepen, một cơ chế vi cho trạng thái ổn định inhomogeneous dòng chảy trong kim loại kính. Acta Metall. 25, 407-415 (1977).
[28] T. Ogura, K. Fukushima và T. Masumoto, tuyên truyền của mệt mỏi vết nứt ở vô định hình kim loại. Mater. Sci. Engng. 23, 231-235 (1976).
[29] A. T. Alpas, L. Edwards và C. N. Reid, mệt mỏi crack tuyên truyền trong một Ni7g Si, 0 B,, kim loại thủy tinh với cấu trúc vô định hình và bán kết tinh. Mater. Sci. Engng. 98, 501-504 (1988).
[30] D. P. Rooke và D. J. Cartwright, tóm cường độ yếu tố căng thẳng. HMSO, Luân Đôn (1976).
[31] A. C. Pickard, R. O. Ritchie và J. F. Knott, mệt mỏi crack tuyên truyền trong một nối kiểu 316 thép không gỉ, mối hàn. Kim loại Technol 253-263 (1975).
[32] D. G. Rickerby và P. Fenici, mệt mỏi crack tăng trưởng trong phần mỏng loại thép không gỉ 316. Gãy xương Engng Mech. 19, 585-599 (1984).
[33] R. O. Ritchie, Ảnh hưởng của microstructure gần ngưỡng mệt mỏi crack tuyên truyền trong thép cường độ cao. Kim loại Sci. 11, 368-381 (1973).
[34] J. L. Robinson và C. J. Beevers, những ảnh hưởng của tỷ lệ tải, kẽ nội dung và kích thước hạt thấp căng thẳng mệt mỏi crack tuyên truyền Titan. Kim loại Sci. 11, 153-159 (1973).
[35] K. Minakawa và A. J. McEvily, Ngày crack các đóng cửa trong vùng gần ngưỡng. Scripta Metall. 15, 633-636 (1981).
[36] J. R. gạo và M. A. Johnson, vai trò của vết nứt lớn Mẹo hình học thay đổi máy bay căng thẳng gãy xương, trong hành vi không dản ra chất rắn (soạn thảo bởi M. F. Kanninen), pp. 641-672. McGraw-Hill, Niu-oóc (1970).
[37] A. T. Alpas, gãy xương và mệt mỏi crack truyền trong một ly kim loại Ni cơ sở. Luận án tiến sĩ, Đại học mở (1987).
[38] J. R. Dixon và J. S. Strannigan, căng thẳng phân phối và sự oằn trong mỏng tấm với trung khe hở. Froc. 2 int. Coni gãy, pp. 105-118. Chapman và Hall, London (1969).
[39] T. Fujimoto và S. Sumi, địa phương sự oằn của mỏng tấm tensioned với một vết nứt, trong hồi ký của giảng viên của Engng, đại học Kyushu, vol. 42, pp. 355-370 (1982).
[40] mất Rhodes và J. Radon, tác dụng của địa phương căng thẳng biaxiality về hành vi của mệt mỏi crack mẫu vật thử nghiệm tốc độ tăng trưởng, trong Multiaxial mệt mỏi (soạn thảo bởi K. J. Miller và M. W. Brown) ASTM STP 653, 153-163 (1985).
[41] L. P. Pook, thông tin liên lạc riêng (1985).
[42] E. K. Walker, một nghiên cứu về ảnh hưởng của hình học trên sức mạnh mệt mỏi nứt tấm. Báo cáo kỹ thuật AFFDL-TR-66-92, Ohio (1966).
{nhận được 1 tháng 3 năm 1989)


hình 1. Ảnh hưởng của R-tỷ lệ trên gần theshold và tốc độ tăng trưởng trung bình crack trong thủy tinh kim loại.
Hình 2. Các biến thể của crack tăng trưởng ở mức thủy tinh kim loại với R-tỷ lệ tại liên tục ΔK.


hình 6. Kích thước của khía cạnh cắt là một hàm của ứng dụng ΔK và R-tỷ lệ trong kim loại kính
hình 5. Mệt mỏi bề mặt gãy xương thủy tinh kim loại tại AK - 3 MPa m và R = 0, 1
7. Micrographs đầu crack của thủy tinh kim loại trong dỡ mệt mỏi một nửa chu kỳ
AK = 5 MPa m và R = 0.l (bản sao); (a) tại Kmax; và (b) tại Kmin 0.2 ΔK
hình 8. Tải vs CTOD đường cong (tuân thủ đường cong) cho kim loại kính: AK (a) = 2,5 MPa m; và (b) AK = 5 MPa m.
hình 9. Ảnh hưởng của R-tỷ lệ crack tăng trưởng tỷ giá trong thép không gỉ.
hình 10. Các biến thể của tốc độ tăng trưởng crack thép không gỉ với AK-tỷ lệ tại AK = 13.3MPa m
hình 11. Mệt mỏi gãy xương bề mặt thép không gỉ tại AK = 13 MPa m và R = 1
lợn. 12. mệt mỏi crack Mẹo hình thái của thép không gỉ tại AK = 13 MPa m và R = 0,1

hình 13. Tác dụng của sự oằn trên giá trị hiệu quả ΔK lúc đầu nứt tại hai ứng dụng ΔK cấp.
hình 14. Các biến thể của ΔCTOD (CTODmax-CTODcl) với tỷ lệ R tại ΔK = 4.0 và 5MPa m
.