Dergiler / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 10 - Sayı: 4

Ferritik Çeliklerde Kırılma Tokluğunun Saptanmasında Farklı Bir Yaklaşım

A Different Approach to the Determination of the Fracture Toughness in Ferritic Steels

Sayfa
887–899
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu çalışmada, kırılma tokluğunun saptanmasında yeni bir yöntem incelenmiş ve literatürde yapılmış çalışmalar derlenerek, yeni bir yaklaşım ile yöntemin geliştirilmesi amaçlanmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde, malzeme seçimi, geleneksel olarak malzemenin akma dayanımına göre yapılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu şartların değerlendirilmesi, sadece malzemenin kırılma tokluğu ile mümkündür.
💡
Sonuç & Katkı:Bu çalışmada, kırılma tokluğunun saptanmasında yeni bir yöntem incelenmiş ve literatürde yapılmış çalışmalar derlenerek, yeni bir yaklaşım ile yöntemin geliştirilmesi amaçlanmıştır.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Akma Dayanımı · ASTM E1921 Standardı · ASTM E399 Standardı

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.

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.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZÇATAL, M., AYTEKİN, H., ERGÜN, Y. A. (2022). Ferritik Çeliklerde Kırılma Tokluğunun Saptanmasında Farklı Bir Yaklaşım. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 4, 887–899. https://ajindex.com/articles/526875

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (9)

  1. ASTM E1921-18, 2018. Standard Test Method for Determination of Reference Temperature, To, for Ferritic Steels in the Transition Range, in: ASTM Volume 03.01 Metals – Mechanical Testing; Elevated and Low-Temperature Tests; Metallography: West Conshohocken, PA: ASTM International. ASTM E399-17, 2017. Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness KIc of Metallic Materials, in: ASTM Volume 03.01 Metals – Mechanical Testing; Elevated and Low-Temperature Tests; Metallography: West Conshohocken, PA: ASTM International. Aytekin, H., 2005. Yapı Çeliklerinin Kırılma Tokluğu Üzerine Bir Çalışma. Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi,
  2. Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar. Aytekin, H., 2009. Yapı Çeliklerinin Kırılma Tokluğunun Saptanmasında Yeni Bir Yöntemin Geliştirilmesi. Doktora Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi,
  3. Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar. Aytekin, H., 2014. A Study on the ASTM E1921 Standard in Determining the Fracture Toughness of Ferritic Steels. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 37(8), 920–927.
  4. Berejnoi, C. ve Ipiña, J.E.P., 2016. Fracture Toughness of Ferritic Steels in the Ductile-to-Brittle Transition Region, in: Fracture Mechanics - Properties, Patterns and Behaviours: InTech, pp. 83-101.
  5. Bouchard, R., Shen, G. ve Tyson, W.R., 2008. Fracture Toughness Variability of Structural Steel. Engineering Fracture Mechanics, 75(12), 3735–3742.
  6. Broek, D., 1982. Elementary Engineering Fracture Mechanics: Springer Netherlands, 469 p. Burdekin, F.M. ve Stone, D.E.W., 1966. The Crack Opening Displacement Approach to Fracture Mechanics in Yielding Materials. The Journal of Strain Analysis for Engineering Design, 1(2), 145–153.
  7. EricksonKirk, M. ve EricksonKirk, M., 2006. An Upper-Shelf Fracture Toughness Master Curve for Ferritic Steels. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 83(8), 571–583.
  8. Gdoutos, E.E., 1993. J-integral and Crack Opening Displacement Fracture Criteria, in: Fracture Mechanics: pp. 153–193. IAEA, 2009. Master Curve Approach to Monitor Fracture Toughness of Reactor Pressure Vessels in Nuclear Power Plants: International Atomic Energy Agency, ISBN 978-92-0-111009-1, Vienna, 167 p. Krasovs’kyi, A.Y., 2006. On the “Local Approach” to the Brittle Fracture of Structural Materials. Materials Science, 42(2), 183–188.
  9. Krasowsky, A.J., 1980. Brittleness of Metals at Low Temperatures: Naukova Dumka, Kyiv, (in Russian). Krasowsky, A.J., Kashtalyan, Y.A. ve Krasiko, V.N., 1983.