A MultiStage Fatigue (MSF) model that admits different hierarchical microstructural features and their stereological information is used to predict the fatigue behavior of 17 different processed aluminum alloys: A000 series (A319, A356, A357, and A380), 2000 series (2024, 2055, 2099, 2198, 2297), 5000 series (5052, 5456), and 7000 series (7050, 7055, 7065, 7075, 7085, 7175). A single set of MSF model constants was validated for all of the aforementioned aluminum alloys, wherein the variation in fatigue life has been captured according to distinct microstructural features (pore size, pore nearest neighbor distance, porosity, particle size, grain size, crystallographic orientation, and misorientation) that differ arising from their native material processing method (casting, rolling, or extrusion). The MSF model’s total number of cycles distinguishes two different regimes: crack incubation (Inc) and Microstructurally Small Crack (long cracks are not considered herein). The previous MSF model in the literature had been associated with the pore size, pore nearest neighbor distance, porosity, particle size, and grain size, but a new contribution in this work is the contribution of the grain orientation and misorientation angles. We show that the MSF model now has the necessary and sufficient equations to predict the Process–Structure–Property relationships for aluminum alloys, allowing for expansion of fatigue prediction even beyond the alloys studied herein.

中文翻译：

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A000、2000、5000和7000系列铝合金的工艺-结构-性能（PSP）关系的多阶段疲劳（MSF）建模通用材料常数

接受不同层级微观结构特征及其立体信息的MultiStage疲劳（MSF）模型用于预测17种不同加工铝合金的疲劳行为：A000系列（A319，A356，A357和A380），2000系列（2024、2055） ，2099、2198、2297），5000系列（5052、5456）和7000系列（7050、7055、7065、7075、7085、7175）。对所有上述铝合金都验证了一套MSF模型常数，其中，疲劳寿命的变化已根据不同的微观结构特征（孔径，孔隙最近邻距离，孔隙率，粒径，晶粒度，晶体学取向）进行了捕获以及取向错误），这与其原始材料的加工方法（铸造，轧制或挤压）不同。MSF模型的总循环次数区分两种不同的模式：裂纹孵育（Inc）和微观结构小裂纹（此处不考虑长裂纹）。文献中先前的MSF模型与孔隙大小，孔隙最近邻距离，孔隙率，粒度和晶粒大小有关，但是这项工作的新贡献是晶粒取向和取向错误角的贡献。我们表明，MSF模型现在具有必要和足够的方程来预测铝合金的过程-结构-性能关系，从而甚至可以超出本文研究的合金来扩展疲劳预测。文献中先前的MSF模型与孔隙大小，孔隙最近邻距离，孔隙率，粒度和晶粒大小有关，但是这项工作的新贡献是晶粒取向和取向错误角的贡献。我们表明，MSF模型现在具有必要和足够的方程来预测铝合金的过程-结构-性能关系，从而甚至可以超出本文研究的合金来扩展疲劳预测。文献中先前的MSF模型与孔隙大小，孔隙最近邻距离，孔隙率，粒度和晶粒大小有关，但是这项工作的新贡献是晶粒取向和取向错误角的贡献。我们表明，MSF模型现在具有必要和足够的方程来预测铝合金的过程-结构-性能关系，从而甚至可以超出本文研究的合金来扩展疲劳预测。