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Environmentally induced crack nucleation and brittle fracture

✍ Scribed by A. Paskin; K. Sieradzki; D.K. Som; G.J. Dienes


Publisher
Elsevier Science
Year
1982
Weight
1012 KB
Volume
30
Category
Article
ISSN
0001-6160

No coin nor oath required. For personal study only.

✦ Synopsis


Brittle fracture is known to occur in ductile metals in special gaseous environments. Often. these gases form thin solid films on the metal. Computer simulations were used to study the propagation of cracks coated with thin elastically hard films in a ductile two-dimensional material. It was found that under certain conditions secondary crack nucleation occurred in the simulations and brittle fracture was observed. The dynamics of the crack nucleation and the detailed spatial distribution of local forces were examined. A model has been developed for this new mode of crack nucleation and brittle fracture. The role of the elastically hard film in suppressing dislocation generation and in initiating the secondary crack is discussed. This mode of initiating brittle fracture is entirely different from usual models for gaseous embrittlement. R&urn&On sait qu'une rupture fragile de mktaux ductiles peut se produire dans des environnements gazeux particuliers. Souvent. ces gaz produisent une couche mince solide sur le metal. Nous avons effectut des simulations sur ordinateur afin d'etudier la propagation de fissures recouvertes de films minces tlastiquement durs, dans un materiau ductile bidimensionnei. Dans certaines conditions, les simulations presentaient la germination d'une fissure secondaire et I'on observait une rupture fragile. Nous avons etudie la dynamique de la germination de la fissure. ainsi que la r&partition spatiale detaillte des forces locales. Nous avons d&eloppe un modele pour ce nouveau type de germination d'une fissure et de rupture fragile. Nous discutons le r&e de la couche mince klastiquement dure dam la suppression des sources de dislocations et dans le declenchement de la fissure secondaire. Ce mode de declenchement d'une rupture fragile est entiCrement different de celui des modtles classiques de fragilisation par un gaz. Zusammenfassung-Spridbruch kann in duktilen Metallen unter besonderer gasfiirmiger Umgebung auftreten. Diese Gase fiihren oft zur Bildung diinner fester Schichten auf der MetalloberflIche. Mit einer Rechnersimulation wurde die Ausbreitung von Rissen, die mit diinnen elastischen Filmen bedeckt sind. in einem duktilen zweidimensionalen Material untersucht. Es ergab sich. daD unter bestimmten Bedingungen bei den Simulationen sekundlre RiDbildung und damit Sprbdbruch auftrat. Die RiBbildungsdynamik und die genaue riumliche Verteilung der lokalen Krlfte wurden untersucht. Fiir diese neue Art der RiBbildung und des SprGdbruchs wurde ein Model1 entwickelt. Die Wirkung der elastisch harten Schicht. die Erzeugung von Versetzungen zu unterbinden und einen sekundPren RiO zu erzeugen, wird diskutiert. Diese Art des SurGdbruchs unterscheidet sich vollst?indig von den herkiimmlichen Modellen der Verspriidung durch Giseinwirkung.


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Abatrrrt-Brittle fracture criterion based on combined micro-and macro crack mechanics was proposed in the previous paper. In the present paper more improved criterion for the brittle fracture based on this approach has been obtained as a function of ferrite grain diameter, over much wider range of c