Crack induced slip processes and stresses in bcc iron
Project goals
Our project concerns crack stability in bcc iron. In this field we have already performed two experiments on single crystals of Fe(3wt.%Si) with edge cracks (001)[110], (-110)[110] and corresponding molecular dynamic (MD) simulations in 3D bcc iron crystals with the same crystallographic orientation of edge cracks and similar sample geometry as in the experiments. These experimental and atomistic results are in qualitative agreement. For better understanding of the ductile-brittle behavior at the crackfront, stress analysis in anisotropic continuum (including K-factor and T-stress) and as well stress calculations on the atomistic level will be done in this project. Stress calculations on the atomistic level avoid the stress singularity at the crack front and enable to see the shielding or anti-shielding effects of individual slip processes in 3D. Project results may be used in the future also for testing of new (more advanced) models of interatomic interaction in bcc iron.
Keywords
bcc ironfracture experimentsatomistic simulationsstress analysis
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
The research grant projects for juniors
Call for proposals
Juniorské badatelské grantové projekty 6 (SAV02008-B)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
KJB200760802
Alternative language
Project name in Czech
Skluzové procesy a napětí indukované trhlinou v alfa železe
Annotation in Czech
Navrhovaný projekt se týká stability trhlin v alfa železe. V této oblasti jsme již provedli dva experimenty na monokrystalech Fe (3hm.% Si) s okrajovými trhlinami (001)[110], (-110)[110] a odpovídající simulace molekulární dynamikou (MD) v 3D krystalechalfa železa se stejnou krystalografickou orientací okrajových trhlin a podobnou geometrií atomárních vzorků jako v experimentech. Tyto experimentální a atomární výsledky jsou v kvalitativním souladu. Pro hlubší pochopení tvárně-křehkého chování u čela trhliny plánujeme v tomto projektu provést napěťovou analýzu v anizotropním kontinuu (zahrnující K-faktor a T-napětí) a též výpočty napětí na atomární úrovni. Na rozdíl od singulárních trhlinových řešení v kontinuu se výpočty napětí na atomární úrovni vyhýbají singularitě napětí u čela trhliny a umožňují vidět stínící a anti-stínící vlivy jednotlivých skluzových procesů v 3D. Výsledky z projektu lze v budoucnu využít i k testování nových atomárních potenciálů pro alfa železo.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - secondary branch
JL - Fatigue and fracture mechanics
CEP - another secondary branch
JG - Metallurgy, metal materials
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20306 - Audio engineering, reliability analysis
20501 - Materials engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Our results clarify the ductile-brittle behavior on slip planes at (001)[110] a (-110)[110] crack fronts, and enable us to understand the shielding and anti-shielding effects of individual slip processes and Cu nano-precipitates in 3D.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2008
Realization period - end
Dec 31, 2009
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 28, 2009
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP10-AV0-KJ-U/03:3
Data delivery date
Jun 14, 2011
Finance
Total approved costs
306 thou. CZK
Public financial support
306 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
306 CZK thou.
Public support
306 CZK thou.
0%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2008 - 31. 12. 2009