The unzipping model of fatigue crack growth and its application to a two-phase steel

The unzipping analysis, based on the alternate shear deformation process of two intersecting shear planes at a crack tip, is extended to study fatigue crack growth in a two-phase martensitic-ferritic steel. The unzipping crack increment a _uz is directly related to K and J in the case of small scale yielding. It is preferrable to use a _uz is directly related to K and J in the case of small scale yielding. It is preferable to use a _uz as a physical parameter to correlate with the growth rates of micro-cracks and fatigue cracks in a multi-phase material. In the case of micro-cracks, K is often not applicable because of extensive plastic deformation; and in the case of multi-phase material, neither K nor J is applicable because of material inhomogeneity. The effective K, K _eff, is defined in terms of a _uz. The relations between the endurance limit of a two-phase steel and crack nucleus size, ferrite layer thickness, the constraint by the strong martensite on crack tip deformation in the ferrite domain, and K _th's of the martensite and ferrite are analyzed.

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Résumé Une analyse de rupture progressive et continue des liaisons, basée sur un processus de déformation de cisaillement alterné de deux plants de cisaillement s'intersectant à l'extrémité d'une fissure, a été étendue à l'analyse de la propagation des fissures de fatigue dans un acier martensito-ferritique à deux phases. L'accroissement de la fissure a est directement en relation avec K et J dans le cas de déformation plastique de faible étendue. II est préférable d'utiliser a comme paramètre physique en corrélation avec les vitesses de croissance de microfissures et des fissures de fatigue dans un matériau à phases multiples. Dans le cas de microfissures, K n'est souvent pas applicable en raison de la déformation plastique importante. Dans le cas de matériau multiphase ni K ni J ne sont applicables en raison de l'inhomogénéité du matériau. La valeur effective K _eff est définie en terme de a. Les relations entre la limite d'endurance d'un acier à deux phases et la taille du nodule de fissuration, l'épaisseur de la couche de ferrite, la contrainte qu'exerce une zone martensitique dure sur le domaine ferritique, sur la déformation à l'extrémité de la fissure en domaine ferritique, et les valeurs de K de la martensite et de la ferrite sont analysées.