Effect of the anisotropy of the microstructure and of the notch acuity on creep damages of aluminum alloys

The effect of the anisotropy and of the notch acuity influence the creep behavior of aluminum alloys. This work present results of creep tests performed on notched specimens sampled in longitudinal and radial direction (anisotropy effect) and provided by different values of the notch radius (notch acuity). The first step of the analysis is to show how the anisotropy and the notch acuity influence the creep behavior of tested specimens. The longitudinal direction and low values of the notch radius allow longer time to rupture. Traditionally, creep tests give limited information about strains and their evolution during the creep phenomena, providing the average value of the strain of the specimen in time. The second part of the analysis is concerned on the digital image correlation (DIC), a technique which should solve this problem, since through images taken with digital cameras and their consequent elaboration is possible to obtain the full range strain distribution of the specific area of the sample investigated. The elaboration of DIC data allows to get the values of x-strains and y-strains in every point of the grid that characterize the digital image; their analysis demonstrate the potential of this technique in creep test because it’s possible to monitor the evolution of the strain during the all duration of the phenomena. Furthermore, data obtained from the digital image taken after the rupture of the specimen can give important information on where cracks are localized respect to the fracture surface; this should allow subsequent detailed microstructural observations of the damage, directing immediately the analysis to the areas where cracks are more marked and so that have to be investigated.

L’effetto dell’anisotropia e della severità di intaglio influenza il comportamento a creep delle leghe di alluminio. Questo lavoro presenta i risultati dei test di creep eseguiti su provini intagliati, campionati in direzione longitudinale e radiale (effetto dell’anisotropia) e caratterizzati da differenti valori del raggio di intaglio (severità d’intaglio). Il primo passo delle analisi consiste nel mostrare come l’anisotropia e la severità di intaglio influenzano il comportamento a creep dei provini testati. I tempi di rottura maggiori risultano in corrispondenza della direzione longitudinale e di bassi valori del raggio di intaglio. I test di creep tradizionali danno informazioni limitate sulle deformazioni e le loro evoluzioni durante il fenomeno, fornendo il valore medio della deformazione nel tempo. La seconda parte delle analisi riguarda la digital image correlation (DIC), una tecnica che porterebbe a risolvere questo problema, in quanto attraverso le immagini scattate con fotocamere digitali e le loro successive elaborazioni, è possibile ottenere un campo completo di distribuzione delle deformazioni della specifica area del campione investigata. L’elaborazione dei dati della DIC permette di ottenere i valori delle deformazioni lungo gli assi x e y in ogni punto della griglia che caratterizza l’immagine digitale. Le loro analisi dimostrano il potenziale di questa tecnica nei test di creep, in quanto è possibile monitorare le deformazioni durante tutta la durata del fenomeno. Inoltre, i dati ottenuti dalle immagini digitali scattate dopo la rottura del provino possono dare importanti informazioni su dove le cricche sono localizzate rispetto alla superficie di frattura. Questo dovrebbe permettere successive dettagliate osservazioni microstrutturali del danneggiamento, dirigendo immediatamente le analisi nelle zone dove le cricche sono più evidenti e che quindi vanno investigate.