Journals / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 10 - Sayı: 4
A Different Approach to the Determination of the Fracture Toughness in Ferritic Steels
- Pages
- 887–899
- DOI
- —
Abstract
Nowadays, the material selection is conventionally made according to the yield strength of the material. However, stress concentrations from geometric factors or component design are not considered. The evaluation of these conditions is only possible with fracture toughness of the materials. ASTM E-399 has been developed for the determination of fracture toughness of the metallic materials. According to this standard, samples suitable to the plane deformation (brittle fracture) are tested. Especially in ferritic steels, this condition requires testing on large-sized samples, and thus, it is difficult to determine the fracture toughness of these steels. However, some alternative methods have been developed into this standard. The major methods are J-integral and COD methods. ASTM E-1921 standard was developed in order to determine the boundary conditions of the high tolerance of J-integral method, and Master Curve (MC) concept was proposed. The disadvantage of these methods is that they show quite high tolerance. In this study, a new method has been investigated in the determination of the fracture toughness. The similar studies in the literature have been compiled, and developing of the method with a new approach was purposed.
Özet
Günümüzde, malzeme seçimi, geleneksel olarak malzemenin akma dayanımına göre yapılmaktadır. Ancak burada, parça dizaynı veya geometrik unsurlardan kaynaklanan gerilim konsantrasyonları dikkate alınmamaktadır. Bu şartların değerlendirilmesi, sadece malzemenin kırılma tokluğu ile mümkündür. Kırılma tokluğunun saptanmasında, metalik malzemeler için, ASTM E-399 standardı geliştirilmiştir. Bu standart uyarınca, düzlemsel deformasyon durumuna (gevrek kırılma) uygun olarak hazırlanmış olan numuneler test edilir. Özellikle ferritik çeliklerde, bu durum büyük boyutlu numuneler üzerinde deney yapılmasını gerektirir ve böylece söz konusu çeliklerin kırılma tokluğunun saptanması zorlaşır. Bununla birlikte, bazı alternatif yöntemler geliştirilmiştir. Başlıca yöntemler, J-İntegral ve COD yöntemleridir. J-İntegral yönteminin yüksek toleransının sınır şartlarını belirlemek için ASTM E-1921 standardı geliştirilmiş ve Master Curve (MC) kavramı ortaya atılmıştır. Bu yöntemlerin olumsuz yanı, oldukça yüksek tolerans göstermesidir. Bu çalışmada, kırılma tokluğunun saptanmasında yeni bir yöntem incelenmiş ve literatürde yapılmış çalışmalar derlenerek, yeni bir yaklaşım ile yöntemin geliştirilmesi amaçlanmıştır.