Fatigue behaviour and fractography of extruded AZ80 magnesium alloys in very high cycle regime

Fatigue strength dependence on the ultimate tensile strength and hardness in magnesium alloys

“…7a and b, respectively. The results show clearly that satisfactory agreement is obtained between the predicted fatigue strengths and the experimental data [10,[22][23][24][60][61][62][63][64][65][66][67][68][69] with the error bands of ±10% (R 2 % 0.966 for Eq. (3a) and R 2 % 0.953 for Eq.…”

“…The models have also been tested with some wrought magnesium alloys such as GW103 (GW123) [10,61,63], AZ31 [61,66], AZ61 [61,67], AZ80 [61,68], and ZK60 [69] alloys. The slopes of linear fatigue models of the ratios of fatigue strengths to the tensile strengths or hardness depend upon deformation and fracture mechanism during fatigue.…”

“…It has been reported that the decrease in the fatigue strength at high-strength levels can be explained by fracture mechanics transition of fatigue cracking Based on Eq. 3a: σ f = 0.44σ b Mg-y Nd-z Zn-x Zr-T4 alloys AM-SC1 [19] GW103 [61,63] AZ31B [61,66] AZ61 [61,67] AZ80 [61,68] ZE41 [61] HZ32 [61] ZK60 [69] Predicted Based on Eq. 3b: σ f = 0.35σ b Mg-yNd-zZn-xZr-T6 alloys NZ30K10under different aging treatment [22] GW103 and GW123[10,61,63 ] AZ91 [22,[60][61][62] AZ92 [61] ZN11 [65] AZ61 [61,67] AM50 and AM60 [61,64] Mg-y Nd-z Zn-x Zr-T4 GW103 [61] AM-SC1 and AZ80 [19,68] Mg-yNd-zZn-xZr-T6 GW103 [61,63] AZ91 [22] Numerous other data available (conventional and newly developed Mg alloys materials) [10,19,22,[60][61][62][63][64][65][66][67][68][69] are also included for comparison.…”

The effects of heat treatment on very high cycle fatigue behavior in hot-rolled WE43 magnesium

“…Many studies of crack initiation in magnesium alloys have focused on the low and high cycle fatigue regimes, and information on crack initiation mechanisms in the VHCF regime is generally lacking. In a study of very high cycle fatigue of extruded AZ80, Shiozawa et al observed crack initiation along twin boundaries [17]. Fractographic analysis of the initiation site revealed facet-like regions oriented favorably for slip.…”

Low-Cycle Fatigue Deformation Behavior and Evaluation of Fatigue Life on Extruded Magnesium Alloys

“…マグネシウム(Mg)およびその合金は実用金属中で最軽量であり，比強度，リサイクル性，振動吸収性などに も優れていることから，機器の軽量化，燃費向上，高効率化などを目指した航空機，鉄道車両，自動車などの輸 送用機器への適用が進められている．近年の押出し・圧延技術の進歩に伴って，鋳造材に替わって展伸材の構造 部材への適用が検討されてきている (1) ．展伸 Mg 合金の構造部材への適用・使用に際しては疲労信頼性を含む材 料の安全性や信頼性の保証は欠かすことができない重要な課題である．稠密六方格子構造(hcp)を有する Mg の 室温における主すべり系の数は３であり，すべり変形に加えて双晶変形が極めて重要な変形機構となる (2),(3) ．ま た，展伸 Mg 合金は塑性加工時に底面(0001)が配向し，押出し材では結晶の c 軸が押出し方向と垂直になる集 合組織を生じる (4)~(6) ．これら結晶構造および集合組織に起因して，展伸 Mg 合金の圧縮降伏応力は引張りのそれ に比べて低下する．これは主として圧縮負荷時に容易に生じる変形双晶の影響であることが知られている (7)~(12) ． Mg 合金に現れる顕著な変形双晶の影響は疲労特性にも影響することが指摘され (13)- (21) ，塑性ひずみ振幅-疲労寿 命線図(Coffin-Manson 則) (18) や S-N 曲線 (22)- (24) に特有な変曲点の生じることが報告されている．しかし，疲労変 形挙動および疲労寿命に及ぼす異方性の影響については必ずしも明らかになっていないのが現状である．著者ら はこれまでに展伸マグネシウム合金 AZ61，AZ80 および AZ31 の全ひずみ制御低サイクル疲労試験を行い，疲労 変形挙動について検討した．その結果，圧縮側負荷時に生じる変形双晶と除荷時におけるその可逆性のために， ヒステリシスループは引張側と圧縮側で非対称な形状を示し，疲労過程中引張りの平均応力を生じることが明ら かとなった (25)~(27) ．一方，AZ31 の応力制御低サイクル疲労試験では疲労過程中に圧縮の平均ひずみを生じる結果 となり (27) ，疲労変形挙動および疲労寿命に負荷制御方法の影響の現れる可能性が示唆された． 本研究では，展伸 Mg 合金の疲労強度特性および疲労損傷機構を明らかにする研究の一環として，前報の展 伸 Mg 合金 AZ31 (27)…”