The effect of crack propagation mechanism on the fractal dimension of fracture surfaces in steels

0099512 - ÚFM 2008 RIV GB eng J - Journal Article
Dlouhý, Ivo - Strnadel, B.
The effect of crack propagation mechanism on the fractal dimension of fracture surfaces in steels.
[Vliv mechanismu šíření trhliny na fraktální dimensi lomových ploch ocelí.]
Engineering Fracture Mechanics. Roč. 75, č. 3-4 (2008), s. 726-738. ISSN 0013-7944. E-ISSN 1873-7315
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA106/06/0646; GA AV ČR IAA200410502
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20410507
Keywords : low-alloyed steel * fracture surface * fractography
Subject RIV: JL - Materials Fatigue, Friction Mechanics
Impact factor: 1.713, year: 2008

The paper reports on the results of a fractal analysis of fracture surfaces of Ni–Cr steel in two different states of heat treatment simulating embrittlement. The change in the fractal dimension of the fracture surface demonstrates a wavy character and dispersion depending on the microstructural state of the tested steel. The results of the fractal analysis in the crack growth direction and across the entire crack front were used as the basis for a reconstruction of the geometry of the fracture surface, providing a new geometric tool for fractographic analysis. The competing effects of transgranular and intergranular brittle fracture may lead to increased roughness of the fracture surface and its fractal dimension. The threshold value of the fractal dimension of the sections perpendicular to the fracture surface, indicating the transition from transgranular to intergranular fracture, is 1.12.

Článek je orientován na analýzu výsledků fraktální analýzy lomových povrchů NiCr oceli se dvěma stavy tepelného zpracování simulujícími zkřehnutí. Změna ve fraktální dimenzi vykázala vlnový charakter a rozptyl závisející na mikrostruktuře oceli. Výsledky fraktální analýzy ve směru šíření trhliny a podél čela trhliny byly použity jako základ pro rekonstrukci geometrie lomové plochy za použití vyvíjených matematických nástrojů. Konkurence transkrystalického a interkrystalického křehkého lomu vede ke zvýšené drsnosti lomové plochy a její fraktální dimenze. Mezní hodnota fraktální dimense v řezech kolmo k lomové ploše reprezentující přechod o transkrystalického k interkrystalickému lomu je 1,12.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0158086