Los límites de grano están ampliamente distribuidos en los cristales metálicos y tienen un impacto importante en sus propiedades mecánicas. Entre ellos, los límites de grano de ángulo alto (HAGB) pueden fortalecer los materiales metálicos, pero la concentración de tensión en HAGB a menudo conduce a daños por fatiga y grietas. Dada la particularidad de la interacción entre los límites gemelos (TBs) y las dislocaciones, vale la pena aclarar si TB resiste o no el agrietamiento por fatiga.

En las últimas diez décadas, el grupo de investigación del Prof. Zhang Zhefeng del Instituto de Investigación de Metales (IMR) de la Academia de Ciencias de China ha llevado a cabo estudios sistemáticos sobre los comportamientos de agrietamiento por fatiga de varios TB, y recientemente se han publicado algunos avances nuevos en Progreso en la ciencia de los materiales .

Los investigadores descubrieron que el ángulo incluido entre el TB coherente (CTB) y el eje de carga juega un papel decisivo en el daño por fatiga. Cuando la CTB y el eje de carga tienen un rango de ángulo de interacción de 20 a 70 grados, las grietas por fatiga se inician preferentemente a lo largo de la CTB. En otros casos, las grietas por fatiga se inician preferentemente a lo largo de las bandas deslizantes.

Cuando el TB incoherente (ITB) es perpendicular al eje de carga, las dislocaciones son fáciles de acumular en el ITB, lo que lleva al agrietamiento preferencial en el ITB. Cuando la ITB está paralela o inclinada al eje de carga, la compatibilidad de deformación en la ITB es mejor y el agrietamiento por fatiga ocurre preferentemente a lo largo de la banda deslizante.

El agrietamiento por fatiga en TB en policristales está relacionado con la energía de falla de apilamiento (SFE) y la orientación. Cuanto menor sea el SFE, mayor será la diferencia de orientación entre los dos lados de TB, más fácil será el agrietamiento por fatiga a lo largo de TB; y por el contrario, la banda deslizante es más propensa al agrietamiento por fatiga. En términos de la diferencia del factor de Schmid (ΔΘ) y SFE, se estableció un criterio cuantitativo para el agrietamiento por fatiga.

En combinación con estudios previos sobre los comportamientos de agrietamiento por fatiga de HAGB y GB de ángulo bajo (LAGB), se puede determinar que la resistencia al agrietamiento por fatiga de diferentes GB disminuye en un orden de HAGB> TB> LAGB, mientras que el agrietamiento o no de TB depende de SFE y orientación cristalográfica.