Employing the J-integral method, the fracture toughness of a hot rolled 100mm thick SS41 steel plate is investigated for various crack ratios and thicknesses.
The J-integral is computed at the initiation point of the slow stable crack growth and it is almost constant within the range of crack ratios tested, showing that the deformation field around the crack tip is the same. The fracture toughness obtained was $J_{1c}$ = 27.0kgf/mm and 35.5kgf/mm for specimens having fracture plane parallel to the rolling direction and for those perpendicular to the rolling direction, respectively. Thus, a variation of $J_{1c}$ due to the anisotropy is up to a factor of 1.3.
It is shown that the J-integral computed at maximum load point has large variation depending on the crack ratio and thickness. It is also found that the slow stable crack growth increases as the specimen thickness and/or crack ratio decrease.
In the experiments, the crack initiation point was detected by using an electrical impedance method.
구조물의 설계에 필요한 파괴인성치를 구하기 위하여 선형탄성파괴 역학으로써는 비용과 시험기의 용량등이 문제가 되는 연성이 높은 재료인 SS41 steel의 파괴인성치를 비선형 파괴 역학인 J-integral를 이용하여서 구했다.
J-integral방법에서 중요한 것은 크랙이 전파하는 순간을 찾는 것인데 20 A의 전류를 compact tension specimen에 공급하고 시편의 크랙끝에서의 potential difference기울기의 변화로써 찾았다.
$J_{1c}$ 는 실험한 crack ratio 범위 (0.55 ∼ 0.65) 에서 거의 일정함을 보였고 파괴단면이 압연 방향에 수직이냐 평행이냐에 따라서 인장강도와 항복강도는 거의 비슷했지만 $J_{1c}$ 값을 전자가 후자에 비해서 1.3배 정도 크게 나왔다.
slow stable crack growth의 양은 J-integral을 최대하중에서 계산하여 crack ratio와 두께에 따른 변화를 알아 보았다. 그 결과 crack ratio가 작을수록 두께가 얇을수록 커짐을 알았다.
