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Erschienen in: Journal of Materials Science 8/2018

01.12.2017 | Interface Behavior

Differentiating between intergranular and transgranular fracture in polycrystalline aggregates

verfasst von: D. M. Bond, M. A. Zikry

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 8/2018

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Abstract

The competition between intergranular (IG) and transgranular (TG) fracture in fcc polycrystalline aggregates with physically representative GB misorientation distributions comprised of random low-angle, random high-angle, and coincident site lattice (CSL) GBs has been investigated. Physically-based critical conditions for IG fracture, due to the formation of dislocation pileups, and TG fracture, due to the propagation of cracks on cleavage planes, were coupled to a dislocation-density-based crystal plasticity formulation and a computational fracture scheme for crack branching to investigate how dislocation–GB interactions influence dislocation transmission, pileup formation, and local failure modes. The predictions indicate that aggregates with a large fraction of random and CSL high-angle GBs are dominated by IG fracture, as low GB transmission leads to extensive dislocation-density pileup formation and localized stress accumulations that induce IG fracture. Aggregates with a majority of low-angle GBs are dominated by TG failure, which is consistent with experimental observations. This investigation provides a fundamental understanding of the physical mechanisms governing IG and TG fracture in polycrystalline aggregates.

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Metadaten
Titel
Differentiating between intergranular and transgranular fracture in polycrystalline aggregates
verfasst von
D. M. Bond
M. A. Zikry
Publikationsdatum
01.12.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 8/2018
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-017-1847-2

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