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Accès ouvert déclaré 2026 article

Mechanistic modeling of strain heterogeneity amplification in machining ductile refractory alloys

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Rattachement africain : kr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

This study investigates the microstructural origins of poor machinability in tantalum-tungsten (Ta-10W) alloys through integrated orthogonal cutting experiments, electron backscatter diffraction (EBSD) analyses, and microstructure-dependent finite element method (FEM) simulations. Experimental results identified a critical transition at approximately 90 m/min where cutting forces decreased by 58.3%, chip thickness reduced by 89.8%, and tool crater wear decreased by 29.5%. The transition is governed by strain rate-dependent crystallographic heterogeneity: at low cutting speeds, prolonged tool-chip contact time and thermal-mechanical coupling amplify the mechanical contrast between α-fiber and γ-fiber grains, intensifying strain heterogeneity and thickening the secondary shear zone (SSZ) to 52.15 μm, ultimately triggering macro-scale flow instability characterized by chip buildup and progressive shear angle reduction. These predictions were experimentally validated through cross-sectional SSZ thickness measurements and chip EBSD analysis, which confirmed progressive SSZ thickening and spatially heterogeneous strain accumulation at low cutting speeds. This instability mechanism is explained through the Molinari-Moufki chip stability framework, which predicts decreasing shear angles under developing free-surface perturbations. In contrast, high cutting speeds raise strain rates and reduce contact time, suppressing heterogeneity amplification and confining deformation to a thin, stable SSZ of 13.54 μm. The study establishes that Ta-10W’s poor machinability fundamentally stems from its intrinsic crystallographic heterogeneity being amplified under low strain rate conditions, providing a mechanistic framework for optimized machining strategies and microstructural control of refractory metals.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mechanistic modeling of strain heterogeneity amplification in machining ductile refractory alloys
Date Crossref
01/05/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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