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Thermo-Mechanical fatigue behavior and resultant microstructure evolution in Al-Si 319 and 356 cast alloys

Liu Kun, Wang Shuai, Pan Lei et Chen X-Grant. (2023). Thermo-Mechanical fatigue behavior and resultant microstructure evolution in Al-Si 319 and 356 cast alloys. Materials, 16, (2), p. 829.

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URL officielle: http://dx.doi.org/doi.org/10.1080/07481187.2022.20...

Résumé

The out-of-phase thermo-mechanical fatigue (TMF) behavior of the two Al-Si cast alloys most widely used for engine applications (319 and 356) were investigated under temperature cycling (60–300 °C) and various strain amplitudes (0.1–0.6%). The relationship between the microstructural evolution and TMF behavior was closely studied. Both alloys exhibited asymmetric hysteresis loops with a higher portion in the tensile mode during TMF cycling. The two alloys showed cyclic softening behavior with regard to the maximum stress, but an earlier inflection of cyclic stress was found in the 356 alloy. The TMF lifetime of the 319 alloy was generally longer than that of the 356 alloy, especially at higher strain amplitudes. All the precipitates (β′-MgSi in 356 and θ′-Al2Cu in 319) coarsened during the TMF tests; however, the coarsening rate per cycle in the 356 alloy was significantly higher than that in the 319 alloy. An energy-based model was applied to predict the fatigue lifetime, which corresponded well with the experimental data. However, the parameters in the model varied with the alloys, and the 356 alloy exhibited a lower fatigue damage capacity and a higher fatigue damage exponent.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
ISSN:1996-1944
Volume:16
Numéro:2
Pages:p. 829
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:15 Janvier 2023
Identifiant unique:10.3390/ma16020829
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie des matériaux et génie métallurgique
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Module d'ingénierie
Mots-clés:Al-Si casting alloys, thermo-mechanical fatigue, precipitates, fatigue life prediction, fracture, alliages de coulée Al-Si, fatigue thermomécanique, précipités, prédiction de la durée de vie en fatigue, rupture
Déposé le:03 févr. 2023 00:54
Dernière modification:09 févr. 2023 15:00
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