I detta projekt analyseras utmattningsbrott orsakade av ytdefekter i höghållfast stål som utsätts för fler än tio miljoner cykliska belastningar. Vanligen orsakas utmattningsbrott i denna region av interna materialdefekter där brottytan ofta innehåller ett område med grövre morfologi - fine granular area (FGA). FGA är en ackumulerad skada som bildas under sprickinitieringsstadiet och utgör cirka 99 % av den totala utmattningslivslängden. Resterande 1 % utgörs av spricktillväxt. På grund av detta är mekanismen som initierar sprickor i detta skede essentiell. Om FGA kan observeras vid ytinitierade utmattningsbrott för material som utsätts för fler än tio miljoner cykliska belastningar, är ännu inte fastställt. . Det här projektet syftar till att undersöka om FGA kan observeras i ytinitierat utmattningsbrott gällande material med väldigt långa livslängder, samt till att utreda hur ytinitieringar påverkar utmattningslivslängden. För att söka svar på dessa frågor utförs utmattningsprovning med ultraljudsutrustning, följt av karaktärisering av brottytorna i svepelektronmikroskop för att studera de morfologiska förändringarna. Vidare utförs finita element analyser med mjukvaran ABAQUS för att jämföra den maximala huvudspänningen mellan prov med, respektive utan ytdefekter. Resultatet från ABAQUS visar att proven med hårdhetsintryck utsätts för en större maximal huvudspänning än proven utan hårdhetsintryck, därigenom kan skillnaden i livslängder förklaras. . Testresultaten från utmattningsprovningen presenteras i ett S-N diagram som visar spänningsamplituden i förhållande till materialets livslängd. De analyserade bilderna från svepelektronmikroskopet av ytinitierat utmattningsbrott visar en antydan till FGA i två av 20 prov. Däremot tycks sprickorna, i samtliga fall, initiera på grund av ackumulering av plastisk deformation i ytan. Interna materialdefekter orsakade inte utmattningsbrott i något av de 20 testade proverna med ytdefekter. Två prover utan ytdefekter genomgick samma process och för båda dessa introducerades en spricka på grund av interna materialdefekter, båda innehöll ett tydligt FGA. Sammanfattningsvis indikerar resultaten från denna studie att FGA inte är lika uppenbara och eventuellt lika vanligt förekommande vid ytinitierat utmattningsbrott av höghållfasta stål med mycket långa livslängder. Även att ytdefekter introducerar en högre maximal huvudspänning i provets centrum, vilket resulterar i en kortare utmattningslivslängd.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-67746 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Klippmark, Ellinor |
| Publisher | Karlstads universitet |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0023 seconds