Experimental studies on elastic/plastic fracture of a pressure vessel steel under dynamic stress
Description
The aim of the reasearch was the characterization of the ductile fracture behaviour pressure vessel steel (22NiMoCr37) under high load rates on the basis of the J integral concept. For this purpose, impact experiments were made with large bending test specimens in a hammer test facility and with Charpy test specimens in a pendulum ram impact testing installation. The test specimens were provided with lateral notches and material fatigue cracks. From the measured hammer load signals the J integral value was determined. By variance of the available impact energy in multiple test specimen techniques different crack elongations were set up and thereby dynamic JR curves determined. Investigations of the fracture surfaces and their vertical ground sections indicated that adjoining the 'stretched zone' is an area in which next to the ductile main crack a side crack of up to about 3mm length can appear. This crack length correlates approximately with the crack length where a change in the gradient could be noted in the JR curve. Because of the reciprocal relief of the cracks these multiple crack formation requires higher energy per crack propagation than for a single crack so that this process is viewed as the cause for the steep JR curve in its initiation area. (orig./MM)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Ziel der Untersuchungen war die Charakterisierung des duktilen Bruchverhaltens eines Druckbehaelterstahles (22NiMoCr37) bei hohen Belastungsraten auf der Basis des J-Integralkonzeptes. Dazu wurden Schlagexperimente mit grossen Biegeproben in einer Fallgewichtsanlage und mit Charpy-Proben in einem Pendelschlagwerk durchgefuehrt. Die Proben waren mit Seitenkerben und Ermuedungsanrissen versehen. Aus den gemessenen Hammerlastsignalen wurden J-Integralwerte bestimmt. In Mehrprobentechnik wurden durch Variation der verfuegbaren Schlagenergie unterschiedliche Rissverlaengerungen eingestellt und somit dynamische JR-Kurven bestimmt. Untersuchungen der Bruchflaechen und Schliffe senkrecht dazu ergaben, dass sich an die 'stretched zone' ein Bereich anschliesst, in den neben dem duktilen Hauptriss ein Nebenriss von einer Laenge bis zu etwa 3 mm auftreten kann. Diese Risslaenge korreliert ungefaehr mit der Risslaenge, bei der in der JR-Kurve eine Aenderung der Steigung zu beobachten war. Diese Mehrfachrissbildung erfordert wegen der gegenseitigen Entlastung der Risse hoehere Energien pro Rissfortschritt, als bei einem einzelnen Riss, so dass dieser Prozess als Ursache fuer die steile JR-Kurve im Initiierungsbereich angesehen wird. (orig./MM)
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Experimentelle Untersuchungen zum elastisch-plastischen Bruchverhalten eines Druckbehaelterstahls unter dynamischer Beanspruchung
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 42 p.
- Report number
- FhG-IWM-W--3/89
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 21030838
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- CRACK PROPAGATION; FRACTOGRAPHY; FRACTURE MECHANICS; FRACTURE PROPERTIES; MECHANICAL TESTS; PRESSURE VESSELS; STEEL-NIMOCR
- Descriptors DEC
- ALLOYS; CARBON ADDITIONS; CHROMIUM ADDITIONS; CONTAINERS; HEAT RESISTING ALLOYS; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; LOW ALLOY STEELS; MATERIALS TESTING; MECHANICAL PROPERTIES; MECHANICS; MOLYBDENUM ADDITIONS; NICKEL ADDITIONS; STEELS; TESTING
Optional Information
- Contract/Grant/Project number
- Contract BMFT 1500 488 A