Estimation of the load ratios by quantitative fractographic analysis of the ratio between height and the striation spacing of an aeronautical aluminium alloy AI AMS 7475-T7351

Este trabalho visa determinar a razão de carga cíclica R através da medida, na superficie de fratura, da relação entre a largura inter-estrias (s) e a altura da estria (H). É de conhecimento que o espaçamento (s) se correlaciona com a taxa de crescimento da trinca da/dN, enquanto que a curva da/dN x &#916K depende da razão de carga R. Para esta avaliação, corpos de prova do tipo compacto C(T) foram extraídos na orientação LT do centro de uma placa laminada da liga de alumínio SAE-AMS 7475 T7351 para realização dos ensaios de propagação de trinca por fadiga. Estes ensaios foram realizados de duas formas diferentes. A primeira, para obtenção de dados relativos à região II da curva da/dN x &#916K, sendo, neste caso, utilizadas quatro diferentes razões de carga (R=O,1; R=0,3; R=0,5; R=0,7). No outro caso, os ensaios de fadiga foram realizados sob &#916K constante e utilizados os mesmos quatro níveis de razão de carregamento R para determinação da curva da/dN x &#916K constante. Os níveis de &#916K aplicados foram tomados na região de Paris da curva da/dN x &#916K. A análise fratográfica por microscopia eletrônica foi conduzida nas superfícies dos corpos de prova do ensaio de fadiga com &#916K constante. Isto foi feito para determinar os espaçamentos inter-estria (s) e a altura H das estrias para cada nível de &#916K aplicado. Observou-se que a taxa de crescimento da trinca (da/dN) e o espaçamento inter-estrias (s) sofrem influência direta com a variação do fator de intensidade de tensão (&#916K), entretanto, observou-se, também, que a relação de proporcionalidade de 1:1 entre eles somente é válida para níveis de da/dN variando entre 0,1 a 1 &#956/ciclo. Os valores da morfologia da estrias (H/s) sofrem influência significativa com o aumento da razão de carga R, entretanto, ficou evidenciado que o fator de intensidade de tensão máxima Kmáx. não tem influência nesta relação. Evidenciou-se que a largura da estria corresponde à taxa de crescimento da trinca (da/dN), e que a relação entre a altura e o espaçamento da estria (H/s) possui uma correspondência direta com a razão de carga R, que tem influência significativa sobre a propagação de trinca por fadiga.This work aims at to method to determine the load ratio R through of measure, on the fractured of surfaces the relation between the width striation spacing (s) and the height of the striation (H). It is of knowledge that the spacing (s), if correlates with the fatigue crack growth rates da/dN, whereas the curve da/dN x &#916K depends on the load ratio R. For this evaluation compact tension C(T) specimens had been extracted in the L- T orientation of a laminate plate of the aluminum alloy SAE-AMS 7475 T7351.These test had been carried out of two different forms. The first one, for attainment of relative data to region II of the curve da/dN x &#916K, being, in this in case that used four different load ratios (R=O,1; R=0,3; R=0,5; R=0,7). In the other in case that, the fatigue crack growth rates had been carried out under &#916K constant and used same the four levels of load ratios R for determination of the curve of constant da/dN x &#916K. The applied levels of &#916K had been taken in the region II of the curve da/dN x &#916K. The fractographic analysis for electronic microscopy was lead on the surfaces of the specimens tested in fatigue with constant &#916K. This was made to determine the striation spacing (s) and height (H) of the striations for each constant level of &#916K. It was observed that the fatigue crack growth rates (da/dN) and the striation spacing (s) suffers direct influence with the variation of &#916K. Also, was observed that the relation of proportionality of 1:1 between them is only valid for levels of da/dN in the range of 0,1 to 1,0 mm/cycle. The values of the relationship of the striation dimensions (H/s) suffer significant influence with the increasing of load ratios R. However, were evidenced that the value of Kmax. does not have influence in this relationship. It was found that the width of the striation corresponds to the value of (da/dN) and that the relation between the height and the striation of spacing (H/s) had a direct correspondence with the load ratios R that has signifficant effect on the fatigue crack growth rates