Based on results of fractographic a

Based on results of fractographic analysis, it has been confirmed that all the fatigue cracks are initiated from the particles, regardless of where the crack are located (NZ or TMAZ). Meanwhile, it seems that the particles influence the fatigue resistance in different ways for the NZ and TMAZ, because the fatigue failure induced by particles in the NZ could only be obtained in the VHCF. In this section, discussion on fatigue crack initiation mechanisms in different subzones will be carried out with the consideration of the severe plastic deformation in the FSW process.

Fig. 8a is an electron backscatter SEM image, where two types of inclusions are presented: Fe-rich intermetallic compounds and Mg2Si-based particles, both of which have distinguishable characteristics. The Mg2Si particles have dark equiaxed shapes and the Fe-rich particles have gray and irregular forms. The maximum length of Fe-rich particles vary in the range of 10–25 μm and the elastic modulus is approximately 135 GPa as measured by nano-indentation [24]. The maximum size of Mg2Si particles are about 10–20 μm n length, and have a modulus of approximately 50 GPa. So the Fe-rich particles are harder than the matrix of AA 7075 (72 GPa), while the Mg2Si particles are softer. During the FSW process, the matrix embedded with particles in the TMAZ underwent intense plastic deformation, recrystallization did not occur in this zone due to insufficient deformation strain. According to the research on the damage of aluminum alloy in tensile test [25] and [26], the failure process in ductile materials is associated with local failure of second phase particles. In this test, a crack within the Mg2Si particle is also clearly observed, and the Fe-rich compounds consist of many scattered small particles as presented in Fig. 8a. It can be inferred that the intermetallic particles were crushed during the intense plastic deformation, and the cracks had already been initiated within the particles before any loading was applied, so the FSW process led to large numbers of micro cracks distributed in the TMAZ. It should be noted that the pre-existed micro cracks in the matrix seem to have limited influence on the tensile and low cycle fatigue behaviors, in which the HAZ has the lowest strength due to significantly coarsened precipitates and the development of the free precipitate zones [4]. In the VHCF, the applied stress is much lower than the yield strength, and the plastic deformation features cannot be observed even in the softest zone (HAZ). In this case, micro defects dominate the failure mechanisms for that the fatigue crack generally initiated from the defects [27] and [28]. During the fatigue test, the cracked particles gave rise to a crack in the surrounding matrix [29], and eventually led to the final fatigue failure as shown in Fig. 8b–d. Therefore, most of full specimens failed closed to the boundary between the TMAZ and NZ, where the elongated grains deformed most seriously in an upward flowing pattern around the NZ. As a result of that, the subzone specimens of the TMAZ on the advancing side have the lowest fatigue strength accordingly. Moreover, the cracks in the particles result in stress concentration and shorten the fatigue initiation process greatly, which is consistent with the effect of sharp notches on the VHCF behaviors of metallic materials [30]. Thus, the S–N curve of the TMAZ has a point of deflection at 2 × 106 cycles and a horizontal line in the VHCF range, which means a conventional fatigue limit as presented in Fig. 5.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จากผลการวิเคราะห์ fractographic มีการยืนยันว่า ทุกรอยแตกความเมื่อยล้าจะเริ่มต้นจากอนุภาค ว่าที่รอยแตกที่อยู่ (นิวซีแลนด์หรือ TMAZ) ในขณะเดียวกัน ดูเหมือนว่า อนุภาคที่มีอิทธิพลต่อการต้านทานการล้าวิธีนิวซีแลนด์และ TMAZ เพราะเพียงได้รับความล้มเหลวความอ่อนเพลียที่เกิดจากอนุภาคในนิวซีแลนด์ที่ใน VHCF ในส่วนนี้ สนทนาล้าถอดกลไกใน subzones ต่าง ๆ จะดำเนินการกับการพิจารณาของแมพพลาสติกรุนแรงในกระบวนการ FSW เริ่มต้นFig. 8a เป็นรูป backscatter SEM อิเล็กตรอน ซึ่งมีแสดงสองชนิดรวม: สาร intermetallic Fe-ริชและ Mg2Si ใช้อนุภาค ซึ่งทั้งสองมีลักษณะที่แตกต่างกัน อนุภาค Mg2Si มีร่างมืด equiaxed และอนุภาคริช Fe มีสีเทา และไม่สม่ำเสมอ ความยาวสูงสุดของ Fe ริชอนุภาคแตกต่างกันไปในช่วง 10-25 μm และโมดูลัสยืดหยุ่นจะประมาณ 135 เกรดเฉลี่ยวัดจากนาโนเยื้อง [24] ขนาดสูงสุดของอนุภาค Mg2Si กำลัง μm ความยาว 10 – 20 n และมีโมดูลัสประมาณ 50 เกรดเฉลี่ย ดังนั้นอนุภาคริช Fe จะยากกว่าเมตริกซ์ของ AA 7075 (72 เกรดเฉลี่ย), ในขณะที่อนุภาค Mg2Si นุ่ม ในระหว่างกระบวนการ FSW เมตริกซ์ที่ฝังตัวอยู่กับอนุภาคใน TMAZ จะเปลี่ยนแมพพลาสติกรุนแรง recrystallization ไม่ได้เกิดในเขตนี้เนื่องจากต้องใช้แมพไม่เพียงพอ กระบวนการล้มเหลวในวัสดุ ductile ไม่สัมพันธ์กับความล้มเหลวภายในของอนุภาคระยะที่สองตามการวิจัยในความเสียหายของโลหะผสมอะลูมิเนียมในการทดสอบแรงดึง [25] [26], ในการทดสอบนี้ เป็นสังเกตรอยแตกภายในอนุภาค Mg2Si ยังชัดเจน และสารประกอบ Fe รวยประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกระจายหลายนำเสนอใน Fig. 8a จึงสามารถสรุปได้ว่า อนุภาค intermetallic ถูกบดในแมพพลาสติกรุนแรง และรอยแตกที่มีอยู่แล้วเริ่มต้นแล้วภายในอนุภาคก่อนใช้การโหลดใด ๆ ดังนั้นกระบวนการ FSW นำไปสู่รอยแตกขนาดเล็กที่กระจายใน TMAZ ในจำนวนมากได้ ก็ควรจดบันทึกว่า รอยแตกขนาดเล็กมีอยู่ก่อนในเมตริกซ์ที่ดูเหมือนจะ มีผลต่อการทำงานล้า รอบต่ำ และแรงดึงที่ HAZ ที่มีความแข็งแรงต่ำสุดเนื่องจาก precipitates coarsened อย่างมีนัยสำคัญและการพัฒนาของฟรีโซน precipitate [4] ที่จำกัด ใน VHCF ความเครียดใช้เป็นมากกว่าแรงผลตอบแทน และไม่สามารถสังเกตคุณลักษณะแมพพลาสติกแม้ในเขตเบาที่สุด (HAZ) ในข้อบกพร่องนี้กรณี ไมโครครองกลไกความล้มเหลวที่ถอดความเมื่อยล้าโดยทั่วไปเริ่มต้นจากข้อบกพร่อง [27] [28] ในระหว่างการทดสอบความอ่อนเพลีย อนุภาครอยร้าวให้แตกในเมตริกซ์โดยรอบ [29], และในที่สุดนำไปสู่ความล้มเหลวสุดท้ายล้ามาก Fig. 8b – d ดังนั้น ส่วนใหญ่ไว้เป็นตัวอย่างเต็มที่ไม่สามารถปิดขอบระหว่าง TMAZ และนิวซีแลนด์ ที่เกรนอีลองเกต deformed สุดอย่างจริงจังในการขึ้นรูปแบบการไหลรอบนิวซีแลนด์ จากที่ subzone ไว้เป็นตัวอย่างของ TMAZ ด้าน advancing ได้แรงล้าต่ำตามลำดับ นอกจากนี้ รอยแตกในอนุภาคทำให้เกิดความเครียดความเข้มข้น และย่นการเริ่มต้นความอ่อนเพลียมาก ซึ่งจะสอดคล้องกับผลของแสงคมชัดพฤติกรรม VHCF วัสดุโลหะ [30] ดังนั้น โค้ง S-N ของ TMAZ จะมีจุด deflection ที่ 2 × 106 รอบและเส้นแนวนอนในช่วง VHCF ซึ่งหมายถึง ขีดจำกัดแบบเดิมล้านำเสนอใน Fig. 5

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ขึ้นอยู่กับผลของการวิเคราะห์ fractographic จะได้รับการยืนยันว่าทุกรอยแตกเมื่อยล้าจะเริ่มจากอนุภาคโดยไม่คำนึงถึงรอยแตกจะอยู่ที่ (NZ หรือ TMAZ) ในขณะเดียวกันมันก็ดูเหมือนว่าอนุภาคที่มีอิทธิพลต่อความต้านทานความเหนื่อยล้าในรูปแบบที่แตกต่างกันสำหรับนิวซีแลนด์และ TMAZ เพราะความล้มเหลวความเมื่อยล้าที่เกิดจากอนุภาคในนิวซีแลนด์เท่านั้นที่จะได้รับใน VHCF ในส่วนนี้การอภิปรายเกี่ยวกับความเมื่อยล้าแตกกลไกการเริ่มต้นใน subzones ที่แตกต่างกันจะต้องดำเนินการกับการพิจารณาของการเสียรูปพลาสติกรุนแรงในกระบวนการ FSW ได้. รูป 8a เป็นอิเล็กตรอนแบบแสงสะท้อนภาพ SEM ที่สองประเภทของการรวมจะแสดง: เฟอุดมไปด้วยสาร intermetallic และอนุภาค Mg2Si-based ซึ่งทั้งสองมีลักษณะที่แตกต่าง อนุภาค Mg2Si มีรูปร่าง equiaxed มืดและอนุภาคเฟอุดมไปด้วยรูปแบบที่มีสีเทาและสีที่ผิดปกติ ความยาวสูงสุดของอนุภาคเฟที่อุดมไปด้วยความแตกต่างกันในช่วง 10-25 ไมครอนและโมดูลัสยืดหยุ่นจะอยู่ที่ประมาณ 135 GPa เป็นวัดโดยนาโนเยื้อง [24] ขนาดสูงสุดของอนุภาค Mg2Si มีความยาวประมาณ 10-20 n ไมโครเมตรและมีโมดูลัสประมาณ 50 GPa ดังนั้นอนุภาคเฟอุดมไปด้วยยากกว่าเมทริกซ์ของเอเอ 7075 (72 GPa) ในขณะที่อนุภาค Mg2Si จะนุ่ม ในระหว่างกระบวนการ FSW, เมทริกซ์ฝังตัวอยู่กับอนุภาคใน TMAZ รับการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกรุนแรง recrystallization ไม่ได้เกิดขึ้นในโซนนี้อันเนื่องมาจากความผิดปกติไม่เพียงพอความเครียด ตามการวิจัยเกี่ยวกับความเสียหายของอลูมิเนียมในการทดสอบแรงดึงที่ [25] และ [26] กระบวนการความล้มเหลวในวัสดุเหนียวมีความเกี่ยวข้องกับความล้มเหลวในท้องถิ่นของอนุภาคขั้นที่สอง ในการทดสอบนี้แตกภายในอนุภาค Mg2Si ยังเป็นที่สังเกตเห็นได้อย่างชัดเจนและสารที่อุดมไปด้วยเฟประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกระจายอยู่เป็นจำนวนมากที่นำเสนอในรูป 8a ก็สามารถที่จะเหมาเอาว่าอนุภาค intermetallic ถูกบดขยี้ในระหว่างการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกที่รุนแรงและรอยแตกได้รับการริเริ่มให้อยู่ในอนุภาคโหลดใด ๆ ก่อนที่จะถูกนำมาใช้เพื่อให้กระบวนการ FSW นำไปสู่การเป็นจำนวนมากของรอยแตกขนาดเล็กกระจายอยู่ใน TMAZ มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าก่อนอยู่รอยแตกขนาดเล็กในเมทริกซ์ดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่อการ จำกัด พฤติกรรมแรงดึงและความเหนื่อยล้ารอบต่ำซึ่งใน HAZ มีความแข็งแรงต่ำสุดที่เกิดจากการตกตะกอนหยาบกร้านอย่างมีนัยสำคัญและการพัฒนาของโซนตะกอนฟรี [ 4] ใน VHCF ความเครียดใช้มากต่ำกว่าความแข็งแรงผลผลิตและคุณสมบัติเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกไม่สามารถมองเห็นได้แม้จะอยู่ในโซนอ่อนนุ่มนี้ (HAZ) ในกรณีนี้ข้อบกพร่องไมโครครองกลไกความล้มเหลวที่แตกความเมื่อยล้าที่ริเริ่มโดยทั่วไปจากข้อบกพร่อง [27] และ [28] ในระหว่างการทดสอบความเมื่อยล้าอนุภาคแตกก่อให้เกิดรอยแตกในเมทริกซ์รอบ [29] และก็นำไปสู่ความล้มเหลวเมื่อยล้าสุดท้ายดังแสดงในรูป 8b-d ดังนั้นส่วนใหญ่ของตัวอย่างเต็มรูปแบบล้มเหลวปิดพรมแดนระหว่าง TMAZ และนิวซีแลนด์ที่เมล็ดยาวผิดปกติมากที่สุดอย่างจริงจังในรูปแบบไหลขึ้นทั่วนิวซีแลนด์ เป็นผลจากการที่ตัวอย่าง subzone ของ TMAZ ในด้านความก้าวหน้ามีความแข็งแรงความเมื่อยล้าที่ต่ำที่สุดตาม นอกจากนี้ยังมีรอยแตกในอนุภาคส่งผลให้ความเข้มข้นของความเครียดและลดขั้นตอนการเริ่มต้นความเมื่อยล้าอย่างมากซึ่งสอดคล้องกับผลกระทบของหยักคมพฤติกรรม VHCF ของวัสดุโลหะ [30] ดังนั้นโค้ง S-N ของ TMAZ มีจุดของการแอ่นตัวที่ 2 × 106 รอบและเส้นแนวนอนในช่วง VHCF ซึ่งหมายความว่าขีด จำกัด ของความเมื่อยล้าธรรมดาตามที่นำเสนอในรูป 5

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จากผลของการวิเคราะห์ fractographic ยืนยันว่ารอยแตกทั้งหมดความเมื่อยล้าเริ่มต้น จากอนุภาคไม่ว่าที่แตกอยู่ ( NZ หรือ tmaz ) ขณะเดียวกัน ดูเหมือนว่าอนุภาคมีผลต่อความต้านทานความล้าในรูปแบบที่แตกต่างกันสำหรับนิวซีแลนด์และ tmaz เพราะความล้าที่เกิดจากอนุภาคในนิวซีแลนด์จะได้รับใน vhcf .ในส่วนนี้การอภิปรายเกี่ยวกับกลไกในการ subzones รอยร้าวล้าที่แตกต่างกันจะถูกดำเนินการด้วยการพิจารณาของการเสียรูปพลาสติกรุนแรงในกระบวนการ fsw .

รูปที่เอเป็นอิเล็กตรอนกระเจิงกลับแบบภาพที่ 2 ประเภทของการผนวกเสนอ : Fe รวยชนิดสารประกอบ และ mg2si ยึดอนุภาค ซึ่งทั้งสองมีลักษณะที่แตกต่าง .การ mg2si อนุภาคมีรูปร่าง equiaxed มืดและอุดมไปด้วยอนุภาคเหล็กสีเทา และมีรูปทรงผิดปกติ ความยาวสูงสุดของอนุภาครวยเฟแตกต่างกันในช่วงของ 10 – 25 μ M และค่าโมดูลัสยืดหยุ่นประมาณ 135 GPA เป็นวัดโดยนาโนการย่อหน้า [ 24 ] ขนาดสูงสุดของอนุภาค mg2si ประมาณ 10 – 20 μ M N ความยาว และมีน้ำประมาณ 50 เกรดเฉลี่ยสะสมดังนั้น FE รวยอนุภาคหนักกว่าเมทริกซ์ของ AA 7075 ( 72 GPA ) ในขณะที่ mg2si อนุภาคจะเบาลง ในระหว่างกระบวนการ fsw , เมทริกซ์ฝังตัวกับอนุภาคใน tmaz ได้รับการเสียรูปพลาสติกรุนแรง , การตกผลึกใหม่ไม่ได้เกิดขึ้นในโซนนี้เนื่องจากความเครียดความผิดปกติไม่เพียงพอ จากการวิจัยเกี่ยวกับความเสียหายของโลหะผสมอลูมิเนียมในการทดสอบแรงดึง [ 25 ] และ [ 26 ]ความล้มเหลวในกระบวนการดัด เป็นวัสดุที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวของอนุภาคภายในระยะที่สอง ในการทดสอบนี้ แตกใน mg2si อนุภาคยังชัดเจน สังเกต และเหล็กที่อุดมไปด้วยสารประกอบประกอบด้วยหลายกระจายอนุภาคขนาดเล็กที่นำเสนอในรูปเอ มันสามารถบอกได้ว่าอนุภาคชนิดที่ถูกบดในระหว่างการเสียรูปพลาสติกรุนแรงและรอยแตกได้ริเริ่มภายในอนุภาคใด ๆ ก่อนที่จะโหลดมาใช้ ดังนั้นกระบวนการ fsw นำไปสู่ตัวเลขขนาดใหญ่ของรอยแตกขนาดเล็กที่กระจายใน tmaz . มันควรจะสังเกตว่าก่อนมีไมโครรอยแตกในเมทริกซ์ดูเหมือนจะมีอิทธิพล จํากัด ดึงและพฤติกรรมความเมื่อยล้ารอบต่ำซึ่งมีความแข็งแรงเนื่องจาก Haz สุดอย่าง coarsened ตะกอนและการพัฒนาโซนตะกอนฟรี [ 4 ] ใน vhcf , ใช้ความเครียดต่ำกว่าผลผลิตความแข็งแรงและการเสียรูปพลาสติกคุณสมบัติไม่สามารถสังเกตได้แม้ในโซนเบา ( Haz ) ในกรณีนี้ไมโครข้อบกพร่องครองกลไกของการที่รอยร้าวล้าโดยทั่วไปเริ่มจากข้อบกพร่อง [ 27 ] และ [ 28 ] ในระหว่างการทดสอบความล้า , แตกอนุภาคให้สูงขึ้นไปแตกในรอบ Matrix [ 29 ] และในที่สุดนำไปสู่สุดท้ายความล้าดังแสดงในรูปที่ใส่ ( D . ดังนั้นส่วนใหญ่ของตัวอย่างล้มเหลวเต็มปิดรอยต่อระหว่าง tmaz และ NZ ,ที่ยาวที่สุดในธัญพืชพิการอย่างจริงจังขึ้นไหลลายรอบนิวซีแลนด์ ผลของ subzone ตัวอย่างของ tmaz บนด้านข้างมีความแข็งแรงล้าสุดตาม และรอยแตกในอนุภาคผลในความเครียดและลดความเหนื่อยล้าของการริเริ่มกระบวนการมาก