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Erschienen in: Journal of Materials Engineering and Performance 2/2018

11.01.2018

The Influence of Alternating Low-Cycle Bending Loads on Sheet Properties Having an Hcp Crystal Lattice

verfasst von: Eugen Demler, Dmytro Rodman, Mykhailo Rodman, Gregory Gerstein, Olexandr Grydin, Arkadiy A. Briukhanov, Christian Klose, Florian Nürnberger, Hans Jürgen Maier

Erschienen in: Journal of Materials Engineering and Performance | Ausgabe 2/2018

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Abstract

The process of cyclic bending was investigated using thin sheets of the magnesium alloy AZ31 and α-titanium. These materials possess an hcp crystal lattice with different c/a ratios. It turned out that the latter have a substantial influence on the sheet deformation behavior. Even for small deformations (up to 2% strain), a large influence on the yield stress was present for both materials. In addition, cyclic bending contributes to the activation of prismatic slip, which is accompanied by twinning and detwinning. The changes in sheet anisotropy following cyclic bending were determined using texture measurements. Specifically, the AZ31 alloy sheets exhibited a considerable change in anisotropy of the mechanical properties with an increasing number of bending cycles. The anisotropy in the yield stress increases from 15% in the initial condition to 40% after three cycles. For the α-titanium sheet, the change in anisotropy was approx. 26% less. In general, the largest changes in properties occurred already in the first bending cycle and a stabilization took place upon further cycling.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Hepke, M. Rodman, H. Haverkamp, J.V. Zilberg, A.A. Bryukhanov, D. Borman, M. Shaper, and F.-W. Bach, Investigation on the Influence of Low Cycle Alternating Bending Loads on the Properties of Thin Sheets Possessing Different Crystal Structures, Metall. Min. Ind., 2011, 3(7), p 69–73 M. Hepke, M. Rodman, H. Haverkamp, J.V. Zilberg, A.A. Bryukhanov, D. Borman, M. Shaper, and F.-W. Bach, Investigation on the Influence of Low Cycle Alternating Bending Loads on the Properties of Thin Sheets Possessing Different Crystal Structures, Metall. Min. Ind., 2011, 3(7), p 69–73
2.
Zurück zum Zitat A.A. Brykhanov, P.P. Stoyanov, J.V. Zilberg, M. Schaper, M. Rodman, M. Hepke, and D. Rodman, Anisotropy of Mechanical Properties of Magnesium Alloy AZ31 Sheets as a Result of Sign-Variable Bending Deformation, Metall. Min. Ind., 2010, 2(3), p 215–219 A.A. Brykhanov, P.P. Stoyanov, J.V. Zilberg, M. Schaper, M. Rodman, M. Hepke, and D. Rodman, Anisotropy of Mechanical Properties of Magnesium Alloy AZ31 Sheets as a Result of Sign-Variable Bending Deformation, Metall. Min. Ind., 2010, 2(3), p 215–219
3.
Zurück zum Zitat M. Hepke, M. Rodman, H. Haverkamp, I.V. Zilberg, A.A. Briukhanov, D. Bormann, M. Schaper, and F.-W. Bach, Investigation of the Influence of Low Cycle Bending on the Properties of Thin Sheets, Aluminium, 2011, 87(7/8), p 62–64 M. Hepke, M. Rodman, H. Haverkamp, I.V. Zilberg, A.A. Briukhanov, D. Bormann, M. Schaper, and F.-W. Bach, Investigation of the Influence of Low Cycle Bending on the Properties of Thin Sheets, Aluminium, 2011, 87(7/8), p 62–64
4.
Zurück zum Zitat F.-W. Bach, M. Rodman, M. Hepke, and D. Bormann, Investigation of the Mechanical Properties of Magnesium Alloy AZ31 Sheets due to a Straightening Process, in 8th International Conference on Magnesium Alloys and their Applications, Germany, 2009 F.-W. Bach, M. Rodman, M. Hepke, and D. Bormann, Investigation of the Mechanical Properties of Magnesium Alloy AZ31 Sheets due to a Straightening Process, in 8th International Conference on Magnesium Alloys and their Applications, Germany, 2009
5.
Zurück zum Zitat M. Hepke, M. Rodman, D. Bormann, F.-W. Bach, and J.V. Zilberg, Einfluss einer alternierenden Biegebeanspruchung auf die mechanischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung AZ31, Aluminium, 2010, 5, p 55–58 M. Hepke, M. Rodman, D. Bormann, F.-W. Bach, and J.V. Zilberg, Einfluss einer alternierenden Biegebeanspruchung auf die mechanischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung AZ31, Aluminium, 2010, 5, p 55–58
6.
Zurück zum Zitat F.-W. Bach, M. Rodman, and A. Rossberg, Hight Quality Magnesium Sheets for Automotive Applications, in Proceedings of the International Conference, Sheet Metal, 2005, Germany (Erlangen), pp. 665–672 F.-W. Bach, M. Rodman, and A. Rossberg, Hight Quality Magnesium Sheets for Automotive Applications, in Proceedings of the International Conference, Sheet Metal, 2005, Germany (Erlangen), pp. 665–672
7.
Zurück zum Zitat S. Dong, Q. Yu, Y. Jiang, J. Dong, F. Wang, L. Jin, and W. Ding, Characteristic Cyclic Plastic Deformation in ZK60 Magnesium Alloy, Int. J. Plast, 2017, 91, p 25–47CrossRef S. Dong, Q. Yu, Y. Jiang, J. Dong, F. Wang, L. Jin, and W. Ding, Characteristic Cyclic Plastic Deformation in ZK60 Magnesium Alloy, Int. J. Plast, 2017, 91, p 25–47CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Y. Cui, Y. Li, Z. Wang, X. Ding, Y. Koizumi, H. Bian, L. Lin, and A. Chiba, Impact of Solute Elements on Detwinning in Magnesium and its Alloys, Int. J. Plast, 2017, 91, p 134–159CrossRef Y. Cui, Y. Li, Z. Wang, X. Ding, Y. Koizumi, H. Bian, L. Lin, and A. Chiba, Impact of Solute Elements on Detwinning in Magnesium and its Alloys, Int. J. Plast, 2017, 91, p 134–159CrossRef
9.
Zurück zum Zitat D. Hou, T. Liu, L. Luo, L. Lu, H. Chen, and D. Shi, Twinning Behaviors of a Rolled AZ31 Magnesium Alloy Under Multidirectional Loading, Mater. Charact., 2017, 124, p 122–128CrossRef D. Hou, T. Liu, L. Luo, L. Lu, H. Chen, and D. Shi, Twinning Behaviors of a Rolled AZ31 Magnesium Alloy Under Multidirectional Loading, Mater. Charact., 2017, 124, p 122–128CrossRef
10.
Zurück zum Zitat S. Sinha and N.P. Gurao, The Role of Crystallographic Texture on Load Reversal and Low Cycle Fatigue Performance of Commercially Pure Titanium, Mater. Sci. Eng., A, 2017, 691, p 100–109CrossRef S. Sinha and N.P. Gurao, The Role of Crystallographic Texture on Load Reversal and Low Cycle Fatigue Performance of Commercially Pure Titanium, Mater. Sci. Eng., A, 2017, 691, p 100–109CrossRef
11.
Zurück zum Zitat J.W. Zielberg and W.G. Bratunin, Über den Einfluss der alternierenden Biegung auf die Ausdehnung der Fließzone, Nachrichten der Institute, Schwarze Metallurgie 5, 69–70 (2005) J.W. Zielberg and W.G. Bratunin, Über den Einfluss der alternierenden Biegung auf die Ausdehnung der Fließzone, Nachrichten der Institute, Schwarze Metallurgie 5, 69–70 (2005)
12.
Zurück zum Zitat V.V. Usov, A.A. Bryukhanov, M. Rodman, N.M. Shkatulyak, M. Schaper, C. Klose, and F.-W. Bach, Influence of Reversed Bending on Texture, Structure and Mechanical Properties of α-Titanium Sheets, Deform. Fract. Mater., 2012, 9, p 32–37 ((in Russian)) V.V. Usov, A.A. Bryukhanov, M. Rodman, N.M. Shkatulyak, M. Schaper, C. Klose, and F.-W. Bach, Influence of Reversed Bending on Texture, Structure and Mechanical Properties of α-Titanium Sheets, Deform. Fract. Mater., 2012, 9, p 32–37 ((in Russian))
13.
Zurück zum Zitat G. Wassermann and J. Grewen, Texturen metallischer Werkstoffe, Springer, Berlin, 1962CrossRef G. Wassermann and J. Grewen, Texturen metallischer Werkstoffe, Springer, Berlin, 1962CrossRef
14.
Zurück zum Zitat F. Guo, D. Zhang, X. Fan, J. Li, L. Jiang, and F. Pan, Microstructure, Texture and Mechanical Properties Evolution of Pre-twinning Mg Alloys Sheets During Large Strain Hot Rolling, Mater. Sci. Eng., A, 2016, 655, p 92–99CrossRef F. Guo, D. Zhang, X. Fan, J. Li, L. Jiang, and F. Pan, Microstructure, Texture and Mechanical Properties Evolution of Pre-twinning Mg Alloys Sheets During Large Strain Hot Rolling, Mater. Sci. Eng., A, 2016, 655, p 92–99CrossRef
15.
Zurück zum Zitat F.C. Frank, On Miller-Bravais Indices and Four-Dimensional Verctors, Acta Cryst., 1965, 18, p 862–866CrossRef F.C. Frank, On Miller-Bravais Indices and Four-Dimensional Verctors, Acta Cryst., 1965, 18, p 862–866CrossRef
16.
Zurück zum Zitat M.T. Ostafin, Die Entwicklung der Walztextur in Kupfer, in der Magnesiumlegierung AZ31 und in Kadmium, Dissertation, Technical University Clausthal, 2006 M.T. Ostafin, Die Entwicklung der Walztextur in Kupfer, in der Magnesiumlegierung AZ31 und in Kadmium, Dissertation, Technical University Clausthal, 2006
17.
Zurück zum Zitat A.R. Gokhman, A.A. Bryukhanov, M. Rodman, M. Schaper, and D. Bormann, About Method of Rolled Sheet Product Certification According to Characteristics of Texture, Rolling, 2011, 2, p 32–39 (in Russian) A.R. Gokhman, A.A. Bryukhanov, M. Rodman, M. Schaper, and D. Bormann, About Method of Rolled Sheet Product Certification According to Characteristics of Texture, Rolling, 2011, 2, p 32–39 (in Russian)
18.
Zurück zum Zitat A.H. Cottrel and B.A. Bilby, Mechanism for the Growth of Deformation Twins in Crystals, Philos. Mag., 1951, 42, p 573–581CrossRef A.H. Cottrel and B.A. Bilby, Mechanism for the Growth of Deformation Twins in Crystals, Philos. Mag., 1951, 42, p 573–581CrossRef
19.
Zurück zum Zitat A.A. Bryukhanov, M. Rodman, A.F. Tarasov, P.P. Stoyanov, M. Schaper, and D. Bormann, Mechanism of the Plastic Deformation of the AZ31 Alloy upon Low-Cycle Reverse Bending, Phys. Metals Metallogr., 2011, 111(6), p 623–629CrossRef A.A. Bryukhanov, M. Rodman, A.F. Tarasov, P.P. Stoyanov, M. Schaper, and D. Bormann, Mechanism of the Plastic Deformation of the AZ31 Alloy upon Low-Cycle Reverse Bending, Phys. Metals Metallogr., 2011, 111(6), p 623–629CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S. Begum, D.L. Chen, S. Xu, and A.A. Luo, Low Cycle Fatigue Properties of an Extruded AZ31 Magnesium Alloy, Int. J. Fatigue, 2009, 31(4), p 726–735CrossRef S. Begum, D.L. Chen, S. Xu, and A.A. Luo, Low Cycle Fatigue Properties of an Extruded AZ31 Magnesium Alloy, Int. J. Fatigue, 2009, 31(4), p 726–735CrossRef
21.
Zurück zum Zitat S.G. Hong, S.H. Park, Y.H. Huh, and C.S. Lee, Anisotropic Fatigue Behavior of Rolled Mg-3Al-1Zn Alloy, J. Mater. Res., 2010, 25(5), p 966–971CrossRef S.G. Hong, S.H. Park, Y.H. Huh, and C.S. Lee, Anisotropic Fatigue Behavior of Rolled Mg-3Al-1Zn Alloy, J. Mater. Res., 2010, 25(5), p 966–971CrossRef
22.
Zurück zum Zitat M.G. Lee, R.H. Wagoner, J.K. Lee, and H.Y. Kim, Constitutive Modeling for Anisotropic/Asymmetric Hardening Behavior of Magnesium Alloy Sheets, Int. J. Plast, 2008, 24(4), p 545–582CrossRef M.G. Lee, R.H. Wagoner, J.K. Lee, and H.Y. Kim, Constitutive Modeling for Anisotropic/Asymmetric Hardening Behavior of Magnesium Alloy Sheets, Int. J. Plast, 2008, 24(4), p 545–582CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M.S. Min Li, Constitutive Modeling of Slip, Twinning, and Untwining in AZ31B Magnesium, The Ohio State University, 2006 M.S. Min Li, Constitutive Modeling of Slip, Twinning, and Untwining in AZ31B Magnesium, The Ohio State University, 2006
24.
Zurück zum Zitat M. Götting, M. Krauß, J. Gibmeier, and B. Scholtes, Zur Auswirkung der Zwillingsbildung bei wechselnder mechanischer und thermischer Beanspruchung Mg-Legierung AZ31, 5, Ranshof. Leichtmet. Austria, 2008, 5, p 49–60 M. Götting, M. Krauß, J. Gibmeier, and B. Scholtes, Zur Auswirkung der Zwillingsbildung bei wechselnder mechanischer und thermischer Beanspruchung Mg-Legierung AZ31, 5, Ranshof. Leichtmet. Austria, 2008, 5, p 49–60
25.
Zurück zum Zitat U. Noster and B. Scholtes, Bauschinger Effekt und mechanische Zwillingsbildung der Magnesiumlegierung AZ31, HTM, 2003, 85, p 322–327 U. Noster and B. Scholtes, Bauschinger Effekt und mechanische Zwillingsbildung der Magnesiumlegierung AZ31, HTM, 2003, 85, p 322–327
Metadaten
Titel
The Influence of Alternating Low-Cycle Bending Loads on Sheet Properties Having an Hcp Crystal Lattice
verfasst von
Eugen Demler
Dmytro Rodman
Mykhailo Rodman
Gregory Gerstein
Olexandr Grydin
Arkadiy A. Briukhanov
Christian Klose
Florian Nürnberger
Hans Jürgen Maier
Publikationsdatum
11.01.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Engineering and Performance / Ausgabe 2/2018
Print ISSN: 1059-9495
Elektronische ISSN: 1544-1024
DOI
https://doi.org/10.1007/s11665-018-3123-2

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