The effect of hydrostatic pressure on the ductile-brittle transition in molybdenum

✍ Scribed by J.R. Galli; P. Gibbs

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1964
• Weight: 521 KB
• Volume: 12
• Category: Article
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(64)90169-5

✦ Synopsis

The ductile-brittle transition temperature for bend specimens of recrystallized powder metallurgy molybdenum has been shown to be lowered from 50°C to 2°C by the application of a hydrostatic pressure of -20,000 psi (~1.4 kbar).

The pressure medium was kerosene. The samples were obtained from 0.020 in. dia. wire which was stated to be 99.95% pure and after recrystallization had an average grain diameter of l/40 mm. It was shown within experimental error that an applied hydrostatic pressure of 20,000 psi results in an increase in the fracture stress by this same amount and thus it is concluded that the rate controlling mechanism of fracture is governed by the tensile component of the applied stress and in fact is independent of a corresponding change in the maximum shear stress of 10,000 psi. It is argued that any critical shear stress which may be important to the fracture process must have a value at or below the value of the maximum shear stress at the transition temperature corresponding to atmospheric pressure. It is estimated that at least for some cases this value is as low as 37,500 psi.

EFFET

DE LA PRESSION HYDROSTATIQUE SUR LA TRANSITION DE RUPTURE (DUCTILE-FRAGILE) DU MOLYBDENE Les auteurs montrent que la temp&sture de transition entre la rupture ductile et fragile par flexion d'8prouvettes de molybdene frittb et recristallist?, passe de 50 B 2"C, lors de l'application d'une pression hydrostatique de 20.000 psi (14 kg/ mmz). Dans cette Etude, la pression &ait exercee par l'intermbdiaire de kbrosene. Les Bchantillons provenaient de fils 0,51 mm. de diametre B 99,95 % de puret8, presentant ap&s reoristallisation une grosseur de grain de 1:40 mm. Les auteurs montrent Bgalement qu'8 l'erreur experimentale p&s, l'application d'une pression hydrostatique de 20.000 psi (14 kg/mm%) entraine un accroissement du meme ordre de grandeur de la charge de rupture. 11s en concluent que la composante de traction de las pression appliquhe gouverne le mbcanisrne de contrhle de la vitesse de rupture et que ce mbcanisme est le fait independant d'une variation correspondante de la cission critique maximale de 10.000 psi (7 kg/mm2). Les auteurs dbmontrent que toute tension critique de cisaillement susceptible de jouer un r81e important dans le processus de fracture doit avoir une valeur &gale ou infbrieure B la cission maximale pour la temperature de transition relative B la pression atmosph&ique. 11s estiment que la valeur de celle-ci est, du moins dans certains cas, aussi faible que 37.500 psi (20 kg/mm2). DER EINFLuD HYDRoSTATISCHEN DRUCKS AUF DEN UBERGANG DUKTIL-SPRCiDE VON MOLYBDilN Bei Anwcndung eines hydrostatischen Druckes van -20,000 psi (-1.4 kbar) ergab sich eine Erniedrigung der Ubergangstemperatur des Ubergangs duktil-sprijde bei Beigung van Proben aus rekristallisiertem gesintertem MolybdBn von 50°C auf 2'C. Als Druckmedium wurde Kerosin benutzt. Die Proben uurden aus Draht van 0.020 in. Durchmesser mit einem angegebenen Reinheitsgrad van 99.95 % hergestellt; nach der Rekristallisation hatten sie einen mittleren Korndurchmesser van l/40 mm. Innerhalb der experimentellen Fehler ergab ein hydrostatischer Druck van 20,000 psi eine Erhiihung der Bruchspannung urn denselben Betrag; wir schliel3en daher, dalj der geschwindigkeitsbestimmende Bruchmechanismus durch die Z;.gkomponente der iiuI3eren Spannung bestimmt ist und tatsiichlich unabhiingig van e!ner entsprechenden Anderung der maximalen Scherspannung urn 10,000 psi ist. Es wird begriindet, da0 Jede kritische Schubspannung, die fiir den Bruchproze5 wesentlich sein ~011, einen Wert haben muD, der dem Wert der maximalen Schubspannung bei der ifbergangstemperatur, die bei Atmosphiirendruck auftritt, gleichkommt oder unter ihm liegt. Wert nicht hiiher als 37,500 psi ist. Es wird geschiitzt, da13 zumindest in einigen FLllen dieser (a) the formation of a crack nucleus as a result of *