دانلود مقاله خصوصیات خستگی یک محوری فولاد کار دیده (آهنگری) گرم قالب بسته  42CrMo4: اثر فلش و عملیات سطحی مکانیکی

تعداد کلمات فایل انگلیسی:7545 کلمه 42 صفحه pdf

تعداد صفحات فایل ترجمه:26 صفحه word فونت 12 B Nazanin

خصوصیات خستگی یک محوری فولاد کار دیده (آهنگری) گرم قالب بسته  42CrMo4: اثر فلش و عملیات سطحی مکانیکی

چکیده

خواص خستگی تک محوری فولاد 42CrMo4، تولید شده توسط فولاد کار دیده گرم قالب بسته  و پس از آن با عملیات حرارتی دفع معمولی و عملیات  برگشت دهی ، در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های فولادی تحت انفجار شن و ماسه قرار گرفتند. به صورت متوالی، مجموعه ای از نمونه ها تحت  عملیات  ساچمه زنی،با استفاده از 2 شدت مختلف، قرار گرفتند. مورفولوژی سطح و ترکیب شیمیایی و همچنین ریزساختار توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و پروفیلومتری استایلوس مورد بررسی قرار گرفت. تنش های باقی مانده توسط پراکنش اشعه ایکس  مورد ارزیابی قرار گرفتند. خواص مکانیکی با استفاده از آزمون کششی و پروفیل میکرو سختی ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. حد خستگی با  Dixon Mood محاسبه شد. به منظور ارزیابی علل شروع ترک، یک مدل ساده مبتنی بر مفهوم قدرت خستگی محلی با در نظر گرفتن تاثیر تنش های باقی مانده اتخاذ شد. یافته های تجربی نشان داد که عملیاتهای سطحی بر ویژگی های خستگی اثر می گذارد. محل خنثی سازی ترک برای نمونه های ماسه پاشی شده نزدیک به سطح است، در حالی که برای نمونه های ساچمه زنی شده،  هسته زایی ترک در ارتباط با فعال سازی نقص های سطحی و یا حضور درگیری هایی است که به طور محلی باعث کاهش حدت خستگی می شود. بیشترین احتمال منطقه هسته زایی ترک در نزدیکی فلش است.

نکات برجسته

• خواص خستگی تک محوری فولاد 42CrMo4با عملیات سطحی مکانیکی، اثر عملیات و فلش سطحی را مورد تحلیل قرار میدهد
• عملیات سطحی پراکندگی داده های خستگی یکسانی را کاهش میدهد
• فلاش، سایت ترجیحی برای هسته زایی ترک به علت تنش های باقی مانده کمتر و حضور خطوط جریان برش مواد است

واژه های کلیدی: مقاومت خستگی؛ تنش های باقی مانده؛ ساچمه زنی؛ اثرات سطحی؛ زبری سطح؛ عملیاتهای سطحی

Uniaxial fatigue properties of closed die hot forged 42CrMo4 steel: effect of flash and mechanical surface treatments

1. Lanzutti^a*, M. Pujatti^b, M. Magnan^a, F. Andreatta^a, H. Nurmi^c, A. Silvonen^c, E. Hlede^b, and L. Fedrizzi^a

University of Udine, Polytechnic Department of Engineering and Architecture, via delle scienze 208, 33100,

Udine, Italy.

^b Wärtsilä Italia s.p.a., Bagnoli della Rosandra 334, 34018, Trieste, Italy ^c Wärtsilä Finland Oy, Vaasa, Finland

Abstract

Uniaxial fatigue properties of 42CrMo4 steel, produced by closed die hot forging and then heat treated by conventional quenching and tempering treatment, are studied in the present work. The steel specimens underwent sand blasting. Successively, a set of samples was subjected to shot peening treatment, using 2 different intensities.

Surface morphology and chemical composition as well as microstructure were investigated by scanning electron microscopy and stylus profilometry. Residual stresses were evaluated by X-Ray Diffraction. The mechanical properties were studied by tensile tests and Vickers micro-hardness profiles. The fatigue limit was calculated with the Dixon Mood. In order to assess the causes of crack initiation, a simple model based on the local fatigue strength concept was adopted, considering the influence of residual stresses.

The experimental findings showed that the surface treatments affect the fatigue properties. The crack nucleation site for the sand blasted specimens is close to the surface, while for the shot peened specimens the crack nucleation is linked to the activation of surface defects or to the presence of inclusions locally reducing the fatigue limit. The most probable crack nucleation region is in proximity of the flash.

Highlights

• Uniaxial fatigue properties of mechanical surface treated 42CrMo4 steel, analyzing the effect of
  surface treatments and flash;
• The surface treatment reduced the uniaxial fatigue data dispersion;
• The flash is the preferential site for crack nucleation due to lower residual stresses and the presence
  of cut material flow lines;

Keywords: Fatigue strength; residual stresses; shot peening; surface effects; surface roughness; surface treatments.

کد:10-13242

دانلود رایگان فایل انگلیسی

رمز فایل: www.downloadmaghaleh.com