ارزیابی تجربی و عددی از چقرمگی شکست چدن نشکن دو فازی آستمپر شده

Experimental and numerical assessment of fracture toughness of dual-phase austempered ductile iron

چکیده

تاثیر توپولوژی ریزساختار بر چقرمگی شکست چدن نشکن چدن نشکن دو فازی آستمپر شده در این مقاله با استفاده از مدلسازی المان محدود و آزمون های تجربی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، نمونه هایی با ریزساختار زمینه از کاملا فریتی تا کاملا آسفریتی مورد مطالعه قرار گرفتند و در هر مورد، مناطق و فازهای ترجیحی برای اشاعه ترک شناسایی شدند. اثر بخشی فاز آسفریت به عنوان تقویت کننده زمینه فریتی از طریق کپسوله کردن مناطق ترد و ضعیف LTF تائید شد. مکانیزم چقرمه شدن، ناشی از افزایش طول مسیر ترک است، زیرا از عبور ترک از مناطق LTF کپسوله شده جلوگیری می کند. علاوه بر این، حضور مناطق کوچک فریت دگرریخت، مقاومت به اشاعه ترک را در ماتریس های فریت-آسفریت افزایش می دهد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The effects of the microstructure topology on the fracture toughness of dual-phase austempered ductile iron are studied in this paper by means of finite element modelling and experimental testing. To this end, specimens with matrix microstructures ranging from fully ferrite to fully ausferrite were studied and the preferential zones and phases for crack propagation were identified in every case. The effectiveness of the ausferrite phase as a reinforcement of the ferritic matrix via the encapsulation of the brittle and weak last-to-freeze (LTF) zones was confirmed. The toughening mechanism is consequence of the increment in the crack path longitude as it avoids the encapsulated LTF zones. Besides, the presence of small pools of allotriomorphic ferrite increase the crack propagation resistance of the ausferrite-ferrite matrices.