Overload effects on a ferritic-baintic steel and a cast aluminium alloy: two very different behaviours

摘要

Load controlled fatigue tests were performed up to 107 cycles on flat notched specimens (Kt = 2.5) under constant amplitude and variable amplitude loadings with and without periodical overloads. Two materials are studied: a ferritic-bainitic steel and a cast aluminium alloy. These materials have a very different cyclic behaviour: the steel exhibits cyclic strain softening whereas the Al alloy shows cyclic strain hardening. The fatigue tests show that, for the steel, periodical overload applications reduce significantly the fatigue life for fully reversed load ratio (R_σ = -1), while they have no influence under pulsating loading (R_σ = 0). For the Al alloy overloads have an effect (fatigue life decreasing) only for variable amplitude loadings. The detrimental effect of overloads on the steel is due to ratcheting at the notch root which evolution is overload's dependent.%An gekerbten Flachproben (K_t = 2,5) wurden Schwingfestigkeitsversuche bis 10~7 Schwingspiele unter konstanten und variablen Amplituden mit und ohne periodische Überlasten durchgeführt. Die beiden untersuchten Werkstoffe waren ein zyklisch entfestigender ferritisch-bainitischer Stahl und eine zyklische verfestigende Aluminiumgusslegierung. Die Schwingfestigkeitsversuche zeigten für den Stahl, dass die periodischen Überlasten die Lebensdauer des Stahls unter Wechselbelastung (R_σ = -1) signifikant verkürzten, während unter Schwellbelastung (R_σ = 0) kein Einfluss zu beobachten war. Für die Aluminiumgusslegierung war nur unter variablen Amplituden ein lebensdauerverkürzender Effekt zu beobachten. Der nachteilige Einfluss der Überlasten auf die Lebensdauer des Stahls ist auf überlastenabhängiges, zyklische Kriechen im Kerbgrund zurückzuführen.