A study on the ASTM E1921 standard in determining the fracture toughness of ferritic steels

Abstract

One of the most important aims of the fracture mechanics is to determine the fracture toughness of a material. Various methods were developed for this purpose and have been still used nowadays. In the J‐integral method that is one of them, providing of a dominant linear elastic condition on the specimen is not required. However, in ferritic steels, the fracture toughness values (KJC) obtained by the J‐integral method show some inconsistencies. Therefore, the ASTM E1921 standard was developed on ferritic steels, which are instabilities in the values of elastic or elastoplastic fracture toughness. In this study, a new method was used to determine the fracture toughness (KIC) of ferritic steels, and it was compared with the standard. Three steels with different mechanical properties and average grain size were investigated in this study.

Ferritik Çeliklerde Kırılma Tokluğunun Saptanmasında Farklı Bir Yaklaşım

“…ASTM E1921 standardında veri kümesi boyutunun, küçük veri kümelerinin büyük belirsizliklere yol açtığı düşünüldüğünde, bir Weibull grafiği eğiminin değişkenliği üzerinde güçlü bir etkisi vardır. Yapı çeliklerinin kırılma tokluğundaki değişkenliğin araştırıldığı bu çalışmada, yeni bir modelle saptanan Weibull eğiminin, kırılma olasılığına katkıda bulunan (sadece çatlak düzlemine yakın olan) unsurlar kullanılarak açıklanması daha uygundur (Bouchard vd., 2008 (Planman vd., 2008 (Aytekin, 2005(Aytekin, , 2009(Aytekin, , 2014Said, 2006;Said ve Tasgetiren, 2004;Said ve Taşgetiren, 2000;Saidov, 1997;Saıd ve Talas, 2004;Ulu vd., 2013). Bu çalışmanın amacı, ferritik çeliklerin kırılma tokluğunun belirlenmesinde, söz konusu yöntem temelinde yeni bir yaklaşım geliştirmektir.…”

“…Ayrıca, kırılma tokluğunun hangi mekanik özelliklere, ne şekilde bağlı olduğunun ortaya konmasına yardımcı olmaktadır. Böylece, malzemenin kırılma tokluğunun geliştirilmesine olanak sağlamaktadır (Aytekin, 2005(Aytekin, , 2009(Aytekin, , 2014Said, 2006;Said ve Tasgetiren, 2004;Said ve Taşgetiren, 2000;Saidov, 1997;Saıd ve Talas, 2004;Ulu vd., 2013). Bu çalışmanın amacı, ferritik çeliklerin kırılma tokluğunun belirlenmesinde, söz konusu yöntem temelinde yeni bir yaklaşım geliştirmektir.…”