Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 595-604 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:01988002304059500

Mechanical models of the effect of grain boundary sliding on creep and creep rupture

V. Tvergaard

Department of Solid Mechanics, The Technical University of Denmark, Building 404, 2800 Lyngby, Denmark

Abstract
The influence of grain boundary sliding on the mechanical behaviour of materials subject to creep at elevated temperatures has been investigated by a number of model analyses. Some models have focussed on the interaction of linearly viscous behaviour in the grain boundaries and power-law creep of the grains. It is found that there is a transition range such that at higher stresses sliding has little influence, while at lower stresses sliding accelerates creep. Other investigations have focussed on the effect of sliding on intergranular creep fracture. Freely sliding grain boundaries give much reduced rupture times, and the behaviour is rather strongly affected by whether the cavitating grain boundary facets are closely-spaced or well-separated.

Résumé
L'intluence du glissement aux joints des grains sur les propriétés mécaniques des matériaux soumis au fluage à haute température a été étudiée par de nombreux modèles. Certains se sont concentrés sur l'interaction entre le comportement visqueux linéaire des joints et le fluage en loi puissance des grains. On trouve qu'il y a une zone de transition entre les fortes contraintes où le glissement au joint à peu d'influence et les faibles contraintes où il accélère le fluage. D'autres modèles se sont concentrés sur l'effet de glissement sur la rupture intergranulaire par fluage. Des joints de grains qui glissent facilement conduisent à des temps de rupture très courts, et le comportement est fortement influencé par la densité de facettes induisant la cavitation dans les joints de grains.

PACS
6170L - Slip, creep, internal friction and other indirect evidence of dislocations.
6220H - Creep.
6220M - Fatigue, brittleness, fracture, and cracks.
8140L - Deformation, plasticity and creep.
8140N - Fatigue, embrittlement, and fracture.

Key words
creep fracture -- slip -- grain boundary sliding -- creep -- creep rupture -- viscous behaviour -- transition range -- intergranular creep fracture -- cavitating grain boundary facets