Investigation of crack growth retardation due to overload in pure nickels with different grain sizes and orientations under different fatigue load ratios
Farklı yorulma yük oranları altında, farklı tane boyutları ve kristal yönelimlerine sahip saf nikelde aşırı yükleme nedeniyle çatlak ilerlemesindeki gecikmenin incelenmesi
- Tez No: 1010409
- Danışmanlar: PROF. DR. PHİLİP JOHN WİTHERS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Unıversıty Of Manchester
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Aşırı yük uygulanması nedeniyle yorulma çatlağı ilerlemesinin hızlanmasından veya yavaşlamasından sorumlu mekanizmalar hâlen tartışma konusudur. Pürüzlülük kaynaklı çatlak kapanması ve plastik deformasyon kaynaklı çatlak kapanması bu olguları açıklamak amacıyla sıklıkla incelenmiştir. Bu çalışmada, bu iki çatlak kapanma mekanizması ile tane boyutunun, tane yönlenmesinin ve yorulma yük oranının bu mekanizmalar ve çatlak ilerleme davranışı üzerindeki etkileri; nanometre ölçeğinden mikrometre ölçeğine kadar değişen farklı tane boyutlarına ve farklı tane yönlenmelerine sahip yüksek saflıkta nikel numuneler kullanılarak araştırılmıştır. Kırılma yüzeyini görüntülemek ve kırılma ile çatlak kapanma mekanizmalarını belirlemek için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Elektron Geri Saçılma Kırınımı (EBSD) kullanılmıştır. Pürüzlülüğün geciktirme mekanizmaları üzerindeki etkisini anlamak amacıyla 3B kırılma yüzeyi pürüzlülüğünü ölçmek için lazer taramalı mikroskopi uygulanmıştır. Aşırı yük uygulanmasının gecikme miktarını artırdığı bulunmuştur. Tane yönlenmesi ve tane boyutunun, geçici gecikme mekanizmaları üzerinde önemli etkilere sahip olduğu gözlenmiştir. Çatlak, uzama yönüne dik olarak ilerlediğinde gecikmenin büyüklüğü artmaktadır. Ayrıca, tane boyutu arttıkça çatlak kapanma mekanizmalarının daha etkili hâle geldiği görülmüştür. Aşırı yüklemeden sonra nanokristalin numunede aşırı yük etkisine dair çok az kanıt gözlenmiştir. Bunun, çevrimsel plastik bölgenin küçük olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Tane boyutu azaldığında ve çatlak uzama yönü boyunca ilerlediğinde aşırı yükün etkisi küçülmekte ya da ortadan kalkmaktadır. Malzemelerin genel yorulma çatlağı büyümesine karşı direnci, tane uzama yönünün çatlak ilerleme yönüne dik olacak şekilde hizalanmasıyla önemli ölçüde artırılabilir.
Özet (Çeviri)
The mechanisms which are responsible for the acceleration or retardation of fatigue crack propagation due to overload application are still a matter of debate. Roughness-induced crack closure and plasticity-induced crack closure have frequently been investigated to elucidate these phenomena. In this study, these two crack closure mechanisms and the influences of grain size, grain orientation and fatigue load ratio on these mechanisms and crack propagation behaviour have been investigated by using high purity nickel samples with different grain sizes ranging from nanoscale to microscale and different grain orientation. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Electron Back Scattering Diffraction (EBSD) were exploited to visualise fracture surface and determine fracture and crack closure mechanisms. Laser scanning microscopy was employed to measure 3D fracture surface roughness to understand roughness effect on retardation mechanisms. It has been found that the overload application improves the amount of retardation. Grain orientation and grain size have been observed to have significant effects on the transient retardation mechanisms. Once crack propagates perpendicular to elongated direction, the magnitude of retardation is enhanced. Also, closure mechanisms are getting more effective as grain size increases. Little evidence of overload has been observed on nanocrystalline sample subsequent to overloading. This is likely to be because the cyclic plastic zone was small. The effect of the overload gets smaller or disappears when grain size decreases and crack propagates through the elongated direction. The overall fatigue crack growth resistance of materials can considerably be enhanced by aligning grain elongated direction perpendicular to crack propagation direction.
Benzer Tezler
- Effect of multiple overloads on fatigue crack propagation in 7075-T6 aluminum alloy
7075-T6 alüminyum alaşımlarında aşırı yüklerin çatlak ilerlemesi üzerindeki etkisi
BERNA ÖZTÜRK
- The Influence of specimen thickness on fatique crack growth retardation following periodic overloading
Başlık çevirisi yok
FEVZİ GARİPAĞAOĞLU
- Plazma nitrürleme, DLC kaplama ve dubleks yüzey işlemlerinin AISI 4140 çeliğinin çeki ve bası aşırı yükleri altındaki yorulma çatlak ilerleme davranışı üzerindeki etkileri
Effects of plasma nitriding, DLC coating and duplex surface treatments on fatigue crack growth behavior of AISI 4140 steel under overload and underload
HALİM KOVACI
Doktora
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- The investigation of stop holes to arrest crack growth in metallic materials with peridynamics
Metalik malzemelerde çatlak ilerleyişini durduran deliklerinin peridinamik metodla incelenmesi
UĞUR ALTAY
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ SUAT KADIOĞLU
DOÇ. DR. MEHMET DÖRDÜNCÜ
- Mağara bakterilerinin kendiliğinden iyileşen harç üretiminde kullanımının incelenmesi
Investigation of using cave bacteria on the production of self-healing mortars
ELİF BURCU ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜCTEBA UYSAL
DOÇ. DR. NİHAL DOĞRUÖZ GÜNGÖR