An in situ sem study of void development around inclusions in steel during plastic deformation

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Abstract Subject headings

Void development around ellipsoidal inclusions (mainly MnS) in steel has been investigated by means of in situ SEM tensile tests using specimens such that the tensile axis is the short-transverse direction in rolled plate. By simultaneous video recording of the microscope image and a load-elongation curve, the nucleation and growth of cavities has been monitored quantitatively. Careful investigation reveals that the behaviour at a free surface as regards cavitation is rather accelerated in comparison to that observed internally; this can be reconciled with a modified interfacial stress distribution around those hard particles in a plastically deformed matrix which lie at or near the specimen surface. In addition, some observations pertaining to the coalescence of cavities as a prerequisite to terminal ductile separation, are described and considered.

On a étudié par des essais de traction in situ dans le MEB le développement de cavités autour d'inclusions ellipso'idales (essentiellement MnS) dans l'acier; on utilisait des échantillons dont l'axe de traction était la plus courte direction transverse de la plaque laminée. Par enregistrement vidéo de l'image dans le microscope et enregistrement simultané de la courbe charge-elongation, on a pu maîtriser quantitativement la germination et la croissance des cavités. Une observation minutieuse révèle que le comportement á la surface libre est, en ce qui concerne la cavitation. plutôt accéléré par rapport à celui que l'on observe à l'intérieur. Cela peut s'expliquer par la modification de la répartition des contraintes interfaciales autour des particules dures de la matrice déformée plastiquement, qui sont situées à ou près de la surface de l'échantillon. Par ailleurs, on décrit et on discute des observations montrant que la coalescence des cavités est nécessaire pour la séparation ductile finale.

Die Entwicklung von Hohlräumen (‘voids’) in der Nähe ellipsoidförmiger Einschlüsse (meistens MnS) in Stahl wurde mittels in situ-SEM untersucht. Im Mikroskop wurden Proben zugverformt. deren Zugachse der kurzen Querrichtung gewalzter Platten entsprach. Die Keimbildung und das Wachstum von Hohlräumen wurde quantitativ verfolgt, indem gleichzeitig das mikroskopische Bild mit einem Videorecorder und die Last-Dehnungskurve aufgenommen wurden. Die sorgfältige Untersuchung zeigt, daβ die Hohlraumbildung an einer freien Oberfläche im Vergleich zu der im Innern beobachteten eher beschleunigt ist; das läβt sich mit einer Spannungsverteilung in der Grenzfläche verstehen, die von denjenigen harten Teilchen in einer plastisch verformten Matrix herrühren, die nahe oder in der Probenoberfläche liegen. Auβerdem werden einige Beobachtungen beschrieben und diskutiert, die das Zusammenwachsen von Hohlräumen als Vorbedingung dür die duktile Endtrennung betreffen.

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