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01.08.2016 | Ausgabe 4/2016

Applied Composite Materials 4/2016

Tension-Compression Fatigue of a Nextel™720/alumina Composite at 1200 °C in Air and in Steam

Zeitschrift:
Applied Composite Materials > Ausgabe 4/2016
Autoren:
R. L. Lanser, M. B. Ruggles-Wrenn
Wichtige Hinweise
The views expressed are those of the authors and do not reflect the official policy or position of the United States Air Force, Department of Defense or the U. S. Government.

Abstract

Tension-compression fatigue behavior of an oxide-oxide ceramic-matrix composite was investigated at 1200 °C in air and in steam. The composite is comprised of an alumina matrix reinforced with Nextel™720 alumina-mullite fibers woven in an eight harness satin weave (8HSW). The composite has no interface between the fiber and matrix, and relies on the porous matrix for flaw tolerance. Tension-compression fatigue behavior was studied for cyclical stresses ranging from 60 to 120 MPa at a frequency of 1.0 Hz. The R ratio (minimum stress to maximum stress) was −1.0. Fatigue run-out was defined as 105 cycles and was achieved at 80 MPa in air and at 70 MPa in steam. Steam reduced cyclic lives by an order of magnitude. Specimens that achieved fatigue run-out were subjected to tensile tests to failure to characterize the retained tensile properties. Specimens subjected to prior cyclic loading in air retained 100 % of their tensile strength. The steam environment severely degraded tensile properties. Tension-compression cyclic loading was considerably more damaging than tension-tension cyclic loading. Composite microstructure, as well as damage and failure mechanisms were investigated.

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