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• W1970752473 abstract "From a detailed re-examination of results in the literature, the effects of microstructure sizes, namely interlamellar spacing, pearlitic colony size and the prior austentitic grain size on the thresholds for fatigue crack growth (ΔKth) and crack closure (Kcl, th) have been illustrated. It is shown that while interlamellar spacing explicitly controls yield strength, a similar effect on ΔKth cannot be expected. On the other hand, the pearlitic colony size is shown to strongly influence ΔKth and Kcl, th through the deflection and retardation of cracks at colony boundaries. Consequently, an increase in ΔKth and Kcl, th with colony size has been found. The development of a theoretical model to illustrate the effects of colony size, shear flow stress in the slip band and macroscopic yield strength on Kcl, th and ΔKth is presented. the model assumes colony boundaries as potential sites for slip band pile-up formation and subsequent crack deflection finally leading to zig-zag crack growth. Using the concepts of roughness induced crack closure, the magnitude of Kcl, th is quantified as a function of colony size. In deriving the model, the flow stress in the slip band has been considered to represent the work hardened state in pearlite. Comparison of the theoretically predicted trend with the experimental data demonstrates very good agreement. Further, the intrinsic or closure free component of the fatigue threshold, ΔKeff, th is found to be insensitive to colony size and interlamellar spacing. Using a criterion for intrinsic fatigue threshold which considers the attainment of a critical fracture stress over a characteristic distance corresponding to interlamellar spacing, ΔKth values at high R values can be estimated with reasonable accuracy. The magnitude of ΔKth as a function of colony size is then obtained by summing up the average value of experimentally obtained ΔKeff, th values and the predicted Kcl, th values as a function of colony size. Again, very good agreement of the theoretically predicted ΔKth values with those experimentally obtained has been demonstrated.A partir d'un réexamen détaillé des résultats de la littérature, on met en lumière les effects de taille de la microstructure, plus précisément les effets de l'espacement interlamellaire, de la taille des colonies perlitiques et de la taille des grains de l'austénite antérieure sur le seuil de croissance des fissures de fatigue (ΔKth) et sur la fermeture des fissures (ΔKcl, th). On montre que, tandis que l'espacement interlamellaire contrôle explicitement la limite élastique, on ne doit pas s'attendre à un effet similaire sur ΔKth. D'un autre côté, on montre que la taille des colonies perlitiques influence fortement ΔKth et Kcl, th par déflexion er retardement des fissures sur les frontières de colonies. En conséquence, on observe une augmentation de ΔKth et de Kcl, th. On présente un modèle théorique pour illustrer les effets de la taille des colonies, da la contrainte d'écoulement dans la bande de glissement et de la résistance mécanique macroscopique sur Kcl, th et ΔKth. Le modèle suppose que les frontières de colonies sont des sites potentiels pour la formation d'empilements de bandes de glissements et par conséquent pour la déflexion des fissures, ce qui provoque la croissance de fissures en zig-zag. En utilisant le concept de la fermeture des fissures induite par la rugosité, la grandeur de Kcl, th est quantifiée en fonction de la taille des colonies. D'aprés le modèle, on considère que la contrainte d'écoulement dans la bande de glissement représente l'état écroui de la perlite. La théorie et les résultats expérimentaux sont en bon accord. De plus, on trouve que la composante intrinsèque ou indépendente de la fermeture du seuil de fatigue, ΔKeff, th est insensible à la taille des colonies et à l'espacement interlamellaire. En utilisant un critère pour le seuil de fatigue intrinsèque qui considère qu'on atteint la contrainte de rupture critique sur une distance caractéristique correspondant à l'espacement interlamellaire, les valeurs de ΔKth pour des R élevés peuvent être estimées avec une précision raisonnable. La grandeur de ΔKth en fonction de la taille des colonies est alors obtenue en sommant la valeur moyenne des ΔKeff, th obtenus expérimentalement et les valeurs de ΔKcl, th prévues en fonction de la taille des colonies. De nouveau, un excellent accord est obtenu entre les valeurs de ΔKcl, th prévues théoriquement et observées expérimentalement.Der Einfluβ von Mikrostrukturgröβen wie interlamellarer Abstand, Gröβe der Perlitkolonie und Korngröβe des Ausgangsaustenits auf die Schwelle des Riβwachstums ΔKth und des Riβschlieβens Kcl,th wird mit einter ausführlichen Literaturübersicht dargestellt. Der interlamellare Abstand bestimmt explizit die Flieβfestigkeit, von Δth kann ein solcher Einfluβ nicht erwurtet werden. Andererseits beeinfluβt die Gröβe der Perlitkolonie Δth und Kcl, th sehr stark durch Ablenkung und Verzögerung der Risse an den Koloniegrenzen. Folglich findet sich eine Zunahme von Δth und Kcl, th mit der Koloniegröβe. Ein theoretisches Mdoell wird zur Darstellung der Einflüsse von Koloniegröβe, Flieβspannung in den Gleitbändern und makroskopischer Flieβfestigkeit auf Kcl, th und Δth entwickelt. Dieses Modell nimmt an, daβ Koloniegrenzen mögliche Orte der Ansammlung von Gleitbändern und damit nachfolgender Ablenkung von Rissen, d.h. Ursache zick-zackförmiger Riβausbreitung sind. Mit dem Konzept der rauhigkeitsinduzierten Riβschlieβung wird Kth quantifiziert in Abhängigkeit von der Koloniegröβe. Bei der Ableitung des Modelles wird die Flieβspannung im Gleitband als repräsentativ für den Verfestigung des Perlits angesehen. Der theoretisch erhaltene Trend stimmt mit experimentellen Daten sehr gut überein. Zusätzlich ergibt sich, daβ die intrinsische oder die schluβfreie Komponente der Ermüdungsschwelle ΔKeff, th gegenüber Koloniegröβe und interlamellarem Abstand unempfindlich ist. Mit einem Kriterium für die intrinsische Ermüdungsschwelle, welches das Erreichen einer kritischen Bruchspannung über eine chrakteristische Entfernung entsprechend dem interlamellaren Abstand berücksichtigt, können Werte für ΔKth bei hohen R-Werten mit guter Genauigkeit abgeschätzt werden. Die Gröβe von ΔKth ergibt sich dann in Abhängigkeit von der Koloniegröβe durch Summierung des Mittelwertes der experimentell erhaltenen -Werte und des vorausgesagten -Werte in Abhängigkeit von der Koloniegröβe. Wieder stimmen theoretisch vorausgesagte Kth-Werte mit experimentellen sehr gut überein." @default.
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