Studies in large plastic flow of cast iron specimens stretched under hydrostatic pressures of up to 17500 kg/cm²

Abstract

Spheroidal cast-iron specimens, which showed no distinct permanent deformation prior to fracture when tested under atmospheric pressure, showed a reduction in cross section area of 50.3% when stretched under a hydrostatic pressure of 1750C kg/cm². Simultaneously, the brittle character of the fracture surface changes into a ductile one. The yield stress of cast-iron was found to be close to the tensile strength, thus suggesting that fracture occurs as soon as flow begins. Microphotographs showing structural changes of cast-iron under hydrostatic pressure are included.

Résumé

Les éprouvettes en fonte sphéroidale ont été soumises à la traction sous différentes pressions hydrostatiques jusqu'à 17500 kg/cm². Les éprouvettes éxaminées, dans lesquelles après la traction sous pression atmosphérique aucune déformation plastique n'était pas visible avant la rupture, ont démontrées une déformation accrue à issue de leur traction sous pression et ont subies une contraction s' élévant à la valeur de 50.3% sous une pression de 17500 kg/cm².

L'analyse de l'état de tension existant dans la section de l'éprouvette fragile sournise à la traction sous pression hydrostatique, a conduit à la conclusion que l'écoulement plastique de materiaux fragiles commence dans le moment, où la pression hydrostatique atteint la valeur limite: P_o = R_e − R_o, où R_e est la limite d'écoulement de matériaux à latraction uniaxiale (ce qui n'est pas réalisable dans le cas de matériaux fragiles sous conditions hormales de l'essai), et R_o est la résistance à la rupture fragile ou leur résistance à la traction.

La valeur déterminée de la pression limite P_o s'élevait pour la fonte examinée à zéro, ce qui prouve que la limite d'écoulement à la traction — R_e est égale à sa résistance à la rupture fragile — R_o. L'écoulement plastique de la fonte examinée commence dans le moment de la rupture.

Les diagrammes detraction des éprouvettes en fonte donnés dans le travail présent ont été enrégistrés sous differentes pressions hydrostatiques. Ils ressemblent à des diagrammes de traction de métaux plastiques sous pression atmosphérique.

Les cassues des éprouvettes soumises à la rupture changent leur caractère depuis la cassure fragile (sous pression hydrostatique) jusqu'à la cassure de glissement (sous pression de 17500 kg/cm²).

Les composants structuraux particuliers de la fonte soubissent une deformation consid6rable. Les spheres de graphite s'allongent dans la direction de la traction et acquisent 1a forme de gouttes.

Zusammenfassung

Die aus Sphäroguss hergestellten Proben wurden einem Zugversuch bei verschiedenen hydrostatischen Drücken — bis zu 17500 kg/cm² — unterworfen. Die untersuchten Rundproben, welche nach einem Zugversuch unter Atmosphärendruck vor dem Bruch keine bemerkbaren plastischen Deformationen nachwiesen, ergeben nach einem Zugversuch unter Druck eine Deformationssteigerung, and erlangten bei einem Druck von 17500 kg/cm² Einschnuũnung bis zu 50.3%.

Die Analyse des im Probequerschnitt einer bei hydrostatischem Druck gezogene Probe auftretenden Spannungszustandes, führte der Verfasser zur Folgerung, dass das Flüssen eines spröden Materials dann beginnt, wenn der hydrostatische Druck den Grenzwert: P_o = R_e − R_o erreicht, wobei − R_e die Fliessgrenze des Materiales bei normalem Zugversuch (für spröde Materialien in normalen Zugversuchsbedingungen nicht erreichbar) und R_o — die Sprödbruchfestigkeit oder zugfestigkeit des untersuchten Materiales ist.

Der festgelegte Druckwert — P_o erwies sich fur das untersuchte Gusseisen gleich Null kg/cm², was bedeutet dass die Fliessgrenze — R_e beim Zugversuch gleich seiner Zugfestigkeit R_o ist. Das plastische Fliessen des untersuchten Gusseisens beginnt im Augenblick des Bruches.

Die in der Arbeit registrierten Zerreissschaubilder der Gussproben bei verschiedenen hydrostatischen Drücken ähneln denem der plastischen Metalle bei atmosphärischem Druck. Die Bruchflächen der Proben ändern ihren Charakter vom Sproöbruch (bei atmosphärischem Druck), zum Schubbruch (beim Druck von 17500 kg/cm²).

Die einzelnen Strukturbestandteile des Gusseisens unterliegen einer beträchtlichen Verformung. Die Graphitkugeln verlangern sich in der Zugrichtung der Proben, eine Tropfenform einnehmend.