The role of grain boundary compatibility in fatigue cracking of aluminum bicrystals

The effect of grain boundaries on the cyclic deformation and fatigue crack growth in aluminum bicrystals has been studied. The incompatible primary slip by the two sides of a grain boundary creates heterogeneous slips in a narrow area beside the boundary and cracks along the boundary. The area, termed as Grain Boundary Affecting Zone (GBAZ). is characteristic of heterogeneous deformation as well as internal stresses. As an extended stage I crack grows into the GBAZ under constant cyclic stress, the crack branches and splits deviating from the favorable crack path along a primary persistent slip band (PSB). at the same time, it decelerates or even stops to grow. The microstructure-sensitive growth behavior of extended stage I cracks across grain boundaries in aluminum bicrystals accompanying the crack tip sheilding in GBAZs is refered to the compatibility requirement at the boundaries. Nous avons étudié l'effet des joints de grains sur la déformation cyclique et sur la croissance des fissures de fatigue dans des bicristaux d'aluminium. Le glissement primaire incompatible de part et d'autre d'un joint de grains crée des glissements hétérogènes duns un domaine étroit prés du joint, et des fissures le long du joint. Ce domaine, dénommé “Zone affectant le joint de grains” (Z. A. J. G), est caractéristique de la déformation hétérogène aussi bien que des contraintes internes. Comme une fissure étendue du stade I croît dans la Z.A.J.G. sous une contrainte cyclique constante, cette fissure se ramifie et éclate en déviant du trajet favorable de fissuration le long d'une bande de glissement persistante primaire, et en même temps elle est freinée ou même s'arrête de croître. La croissance, sensible à lu microstructure, des fissures étendues du stade I à travers les joints de grains de bicristaux d'aluminium, qui accompagnent l'écrantage des têtes de fissures dans les Z.A.J.G., est attribuée aux conditions de compatibilité sur les joints. An Aluminium-Bikristallen wurde der Einfluβ der Korngrenzen auf das Ermüdungsverhalten und den Ermüdungsbruch untersucht. Die inkompatible Primärgleitung auf beiden Seiten einer Korngrenze erzeugt heterogene Glcitung in einem engen Bereich in der Nähe der Korngrenze und Risse entlang der Korngrenze. Der Bereich, genannt beeinfluβte Korngrenzzone, ist charakteristisch für heterogene Verformung und für innere Spannungen. Wenn ein Riβ erster Stufe in diese Zone unter konstanter zyklischer Spannung wächst, verzweight er sich und weicht vo