Texture Variations and Cyclic Softening Mechanisms on ZRY-4 at Room Temperature. Part I: Cyclic behavior

Abstract

RESUMEN El presente trabajo informa sobre experimentos de fatiga, y su correspondiente interpretación, efectuados en Zry-4 con el objeto de estudiar los fenómenos de ablandamiento cíclico que este material presenta a temperatura ambiente. El endurecimiento cíclico es un fenómeno habitual en materiales recocidos en tanto que fenómenos de reacomodamiento de defectos pueden dar lugar a ablandamiento en deformación cíclica en materiales endurecidos por deformación previa. Estos fenómenos se encuentran bastante bien estudiados en materiales de estructura FCC y BCC. En el caso de materiales HCP, como las aleaciones de Zr y Ti, la información existente es mucho más escasa. El principal propósito es analizar la confiabilidad de modelos que pretenden explicar estos fenómenos de ablandamiento como efecto de reorientaciones cristalinas inducidas por la deformación cíclica. Ha sido propuesto que esta reorientación, o cambio en la textura del material, produciría un ablandamiento debido a la disminución del factor de Taylor por reorientación de planos de deslizamiento prismático. La Parte I del trabajo presenta, además de los ensayos de fatiga, un análisis y modelos alternativos de interpretación de los resultados. La Parte II presenta experimentos de medición de texturas, además de ensayos de fatiga complementarios, y simulaciones mediante modelos auto consistentes que permiten evaluar el comportamiento en fatiga de las distintas texturas medidas. Palabras clave: Fatiga de bajo número de ciclos, difracción de rayos x, textura, modelos micro mecánicos, ablandamiento cíclico. ABSTRACT The current paper presents fatigue experiments, and its interpretations, performed in Zry-4 to study cyclic softening behavior shown by this material at room temperature. Cyclic hardening is a usual phenomena in well-annealed materials while defect re-arrangement phenomena can lead to cyclic softening in previously deformation hardened materials. These phenomena are well studied in FCC and BCC materials. For HCP materials, like Zr and Ti alloys, the current information is much more scanty. The main purpose of the current paper is the analysis of the reliability of some models proposing crystal reorientation during cyclic deformation as the main cause for cyclic softening. According to those models, that reorientation, or texture change, would induce softening due to diminishing Taylor factors because of prismatic slip system rotations. Part I of the paper presents, besides fatigue tests, analysis of the results and alternative models for interpretation. Part II shows texture experiments, together with complementary fatigue experiments, and selfconsistent micromecanical simulations to evaluate expected fatigue behavior of the measured textures