De cilinderkop van zware dieselmotoren, gemaakt van compacted graphite iron (CGI), is gevoelig voor barsten als gevolg van een fenomeen genaamd Thermo-mechanische vermoeiing (TMF) veroorzaakt door opeenvolgende start- en stopcycli van de motor. Onder laboratoriumomstandigheden werden verschillende testen uitgevoerd om het TMF-gedrag van de klepbruggebieden te reproduceren, die specifiek gevoelig zijn voor TMF. Vanuit een mechanisch standpunt werd de TMF-levensduur naar tevredenheid gemodelleerd op basis van de Paris Crack Growth Law. Het is bewezen dat de Cp-parameter in deze Paris wet de plastisch veroorzaakte schade weerspiegelt die cylci per cycli wordt opgebouwd. Verder werd een semi-in-situ experiment uitgevoerd om de scheurinitiatie te observeren. Er werd gevonden dat aan het eind van de eerste TMF-cyclus, aan de rand gedelamineerde grafietdeeltjes verbonden waren door scheuren. Berekeningen van de cyclische plastische rek toonden aan dat gedelamineerde grafietdeeltjes kunnen interageren door hun overlappende plastisch vervormde zones die ontstaan aan de tip van de delaminatiescheuren en aldus een scheurinitiatiepad verschaffen. Met betrekking tot scheurpropagatie werd, aan de hand van 3D-reconstructie van EBSD beelden, bewezen dat de ruimtelijke verdeling van CGI-grafietdeeltjes een belangrijke rol spelen, terwijl de brosheid van de matrix niet relevant is. | |