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Erschienen in: Journal of Materials Science 20/2012

01.10.2012

Room temperature fracture processes of a near-α titanium alloy following elevated temperature exposure

verfasst von: A. L. Pilchak, W. J. Porter, R. John

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 20/2012

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Abstract

Near-α titanium alloys are used at higher temperatures than any other class of titanium alloys. As a consequence of thermal exposure, these components may develop locally elevated oxygen concentrations at the exposed surface which can negatively impact ductility and resistance to fatigue crack initiation. In this work, monotonic and fatigue fracture mechanisms of Ti–6Al–2Sn–4Zr–2Mo–0.1Si samples exposed to laboratory air at 650 °C for 420 h were identified by means of a combination of quantitative tilt fractography, metallographic sectioning, and electron backscatter diffraction. These mechanisms were compared and contrasted with those operative during similar tests performed on material is the as-received condition with uniform oxygen content. While faceted fracture was not observed during quasi-static loading of virgin material, locally elevated concentrations of oxygen near the surfaces of exposed samples were shown to change the fracture mode from ductile, microvoid coalescence to brittle facet formation and grain boundary separation at stresses below the macroscopic yield point. Similar features and an increased propensity for facet formation were observed during cyclic loading of exposed samples. The effects of this time-dependent degradation on monotonic and cyclic properties were discussed in the context of the effect of oxygen on crack initiation and propagation mechanisms.

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Literatur
4.
Zurück zum Zitat Shamblen CE, Redden TK (1968) In: Jaffee RI, Promisel NE (eds) The science, technology and application of titanium. Pergamon Press, New York, p 199 Shamblen CE, Redden TK (1968) In: Jaffee RI, Promisel NE (eds) The science, technology and application of titanium. Pergamon Press, New York, p 199
9.
11.
12.
13.
Zurück zum Zitat Sarrazin-Baudoux C, Lesterlin S, Petit J (1996) Titanium 95(2):1895 Sarrazin-Baudoux C, Lesterlin S, Petit J (1996) Titanium 95(2):1895
14.
Zurück zum Zitat Shiveley AR, Shade PA, Pilchak AL, Tiley JS, Kerns R (2011) J Microsc 244:181CrossRef Shiveley AR, Shade PA, Pilchak AL, Tiley JS, Kerns R (2011) J Microsc 244:181CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Pilchak AL, Shiveley AR, Tiley JS, Ballard DL (2011) J Microsc 244:38CrossRef Pilchak AL, Shiveley AR, Tiley JS, Ballard DL (2011) J Microsc 244:38CrossRef
16.
17.
19.
20.
Zurück zum Zitat Brockman RA, Pilchak AL, Porter WJ, John R (2011) Scripta Materialia 65:513CrossRef Brockman RA, Pilchak AL, Porter WJ, John R (2011) Scripta Materialia 65:513CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Parthasarathy TA, Porter WJ, Boone S, John R, Martin PL (2011) Scripta Materialia 65:420CrossRef Parthasarathy TA, Porter WJ, Boone S, John R, Martin PL (2011) Scripta Materialia 65:420CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Beachem CD, Pelloux RMN (1965) Fracture toughness testing and its applications. ASTM STP 381, p 210 Beachem CD, Pelloux RMN (1965) Fracture toughness testing and its applications. ASTM STP 381, p 210
24.
Zurück zum Zitat Jago G, Bechet J, Bathis C (1996) Titanium 95(2):1203 Jago G, Bechet J, Bathis C (1996) Titanium 95(2):1203
25.
27.
Zurück zum Zitat Van Stone RH, Cox TB (1976) Fractography—microscopic cracking processes. ASTM STP 600, p 5 Van Stone RH, Cox TB (1976) Fractography—microscopic cracking processes. ASTM STP 600, p 5
28.
30.
32.
33.
Zurück zum Zitat Williams JC (1973) In: Jaffee RI, Burte HM (eds) Titanium science and technology. Plenum Press, New York, p 1454 Williams JC (1973) In: Jaffee RI, Burte HM (eds) Titanium science and technology. Plenum Press, New York, p 1454
34.
Zurück zum Zitat Lütjering G, Williams JC (2003) Titanium. Springer, New York Lütjering G, Williams JC (2003) Titanium. Springer, New York
36.
37.
Zurück zum Zitat Larson F, Zarkades A (1974) Metals and Ceramics Information Center Report 20:1 Larson F, Zarkades A (1974) Metals and Ceramics Information Center Report 20:1
39.
Zurück zum Zitat Wagner L, Gregory JK, Gysler A, Lütjering G (1986) In: Ritchie RO, Lankford J (eds) Small fatigue cracks, Proceedings of the second engineering foundation international conference/workshop, Metallurgical Society, Santa Barbara, CA, pp 117–127 Wagner L, Gregory JK, Gysler A, Lütjering G (1986) In: Ritchie RO, Lankford J (eds) Small fatigue cracks, Proceedings of the second engineering foundation international conference/workshop, Metallurgical Society, Santa Barbara, CA, pp 117–127
40.
Zurück zum Zitat Pilchak AL, Bhattacharjee A, Rosenberger AH, Williams JC (2009) Int J Fatigue 31:989CrossRef Pilchak AL, Bhattacharjee A, Rosenberger AH, Williams JC (2009) Int J Fatigue 31:989CrossRef
41.
42.
Zurück zum Zitat Sarrazin C, Chiron R, Lesterlin S, Petit J (1994) Fatigue Fract Eng Mater Struct 17:1383CrossRef Sarrazin C, Chiron R, Lesterlin S, Petit J (1994) Fatigue Fract Eng Mater Struct 17:1383CrossRef
43.
Zurück zum Zitat Larsen JM (1987) The effects of slip character and crack closure on the growth of small fatigue cracks in titanium-aluminum alloys, PhD Dissertation, Carnegie Mellon University (approved for public release in 1990) Larsen JM (1987) The effects of slip character and crack closure on the growth of small fatigue cracks in titanium-aluminum alloys, PhD Dissertation, Carnegie Mellon University (approved for public release in 1990)
46.
47.
Zurück zum Zitat Suresh S (1998) Fatigue of materials, 2nd edn. Cambridge University Press, New York, pp 541–568 Suresh S (1998) Fatigue of materials, 2nd edn. Cambridge University Press, New York, pp 541–568
49.
50.
Zurück zum Zitat Jha SK, Caton MJ, Larsen JM (2007) Mater Sci Eng A 468–470:23 Jha SK, Caton MJ, Larsen JM (2007) Mater Sci Eng A 468–470:23
Metadaten
Titel
Room temperature fracture processes of a near-α titanium alloy following elevated temperature exposure
verfasst von
A. L. Pilchak
W. J. Porter
R. John
Publikationsdatum
01.10.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 20/2012
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6673-y

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