اثرات نورد بر روی عملكرد خستگی تماسی

اثرات نورد بر روی عملكرد خستگی تماسی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

اثرات نورد بر روی عملكرد خستگی تماسی

اثرات نورد بر روی عملكرد خستگی تماسی

تاثیرات نورد عملكرد خستگی تماسی

چكیده

این بخش نتایج آزمایش وسیع را بر روی استحكام RCF فولادهای متالورژی پودر شده را نشان می دهد و در مورد بعضی از اثرات متغیر های مهم ماده و فرآیند آن بحث می‌كند. این نتایج، با نتایجی قبلی در مورد فولادهای كار شده مقایسه می‌شود. همچنین پروسه‌ای نیز برای سرعت بخشیدن به آزمایشات، مطالعات منظم بر روی اثر پارامترهای خاص ماده/ فرآیند برای استحكام RCF مواد معرفی می‌شود. این پروسه شامل آزمایش تحت روغنكاری EHD كامل با تكنولوژی (فناوری) جریان گردابی و تجزیه و تحلیل (آنالیز) ریزساختاری برای نشان دادن آغاز و رشد ترك  است.

فرآیندهای متالورژی پودر برای تولید صنعتی دنده

 فرآیند های متالورژی پودر اغلب برای امكان كاهش قیمت انتخاب می شوند. تولید صنعتی اجزاء یك شكل و یا به هم نزدیك با قابلیت تولید دوباره و كپی برداری(نسخه برداری) عالی، به حداقل رساندن یا احتیاج نداشتن به ماشین كاری ثانویه و استفاده بالا در مواد و انرژی عواملی هستند كه باعث ایجاد یك نیروی محركه برای تبدیل فرآیندهای ریخته گری و كار كردن با متالورژی پودر است. به هر حال، وقتی كه قطعات و مواد متالورژی پودر شده انتخاب و در نظر گرفته می‌شوند طراحان احتیاج دارند كه به نقش تخلخلهای ذاتی و تاثیر آنها بر روی خواص استاتیكی(ایستا) و دینامیكی(پویا) توجه كنند. كمبود درك ارتباط كامل بین تخلخل و خواص نیازمند آن است كه آزمایشات وسیعی بر روی قطعات متالورژی پودر شده تحت شرایط بار گذاری عملی واقعی برای جلوگیری از شكست بی موقع (زودرس) قطعات و ساختارها انجام شود (مرجع 29).

صنعت متالورژی پودر به این مشكلات آگاه است و سعی دارد تا  اطلاعات موادی كه برای خریدار مورد نیاز است و فناوریهای جدید را برای كاهش تخلخل در همه اجزاء یا در یك قسمت مشخص (مناطق با بار گذاری بالا) مانند سطح، گسترش دهد(مراجع 29-34). این پیشرفتها برای افزایش و گسترش استفاده از تولیدات متالورژی پودر در خودرو و صنایع دیگر لازم هستند. با افزایش بیشتر فناوری متالورژی پودر تولید صنعتی دنده ها با بار گذاری بالا در جعبه دنده های خودرو به وسیله آهنگری پودر یا چگالش سطحی پیش شكل دهی شده متالورژی پودر انتظار می رود(مرجع 35). برای جایگزین كردن موفقیت آمیز فولاد كار شده در كاربردهای بالا، صنعت متالورژی پودر ثابت كرده است كه مواد و فرآیندها قابل رقابت یا بالاتر هستند و می توانند با كاهش قیمت قابل ملاحظه ای بدون كاهش اطمینان محصولات استفاده شوند. به دلیل این حقیقت كه فرآیندهای متالورژی پودر درجه بالاتری از تنوع را نسبت به فرآیندهایی كه با مواد كار شده تولید می شوند دارند مطالعات منظم بر روی اثر پارامترهای فرآیند در خواص محصول نهایی به وسیله مصرف كننده نهایی تقاضا می شود.

نقش تخلخل در فولادهای متالورژی پودر شده:

این یك دانش معمولی است كه تخلخل بر روی خواص مكانیكی مواد متالورژی پودر شده به دو روش تاثیر می گذارد:

• كاهش خطی خواص استاتیكی مانند استحكام كششی نهایی، استحكام تسلیم و مدول یانگ(فرض می كنیم كه حداكثر تخلخل 10-15% است كه یك تخلخل معمول برای قطعات ساختاری است).

• كاهش نمایی خواص دینامیكی مانند ازدیاد طول نسبی، استحكام خستگی و انرژی ضربه

هیچ شكی وجود ندارد كه تخلخل نقش مهمی را بازی می كند و حتی ممكن است مهمترین فاكتور(عامل) در استحكام RCF فولادهای متالورژی پودر شده باشد. برای فهمیدن نقش حفرات و تخلخلها در RCF، یك مطلب  این است كه بین شكست زیر سطح و   شرایط سطح كه شامل نقش روغنكاری در RCF می شود، تمیز و تشخیص داده شود.

شكست زیر سطحی:

حفرات در مواد نقش مواضع جوانه زنی برای تركهای زیر سطحی را ایفا می كنند. مواد احاطه شده می توانند به وسیله میدان تنش به طور پلاستیك تغییر شكل دهند و به وسیله فضای بازی كه توسط حفرات ایجاد شده است تسلیم شوند.در هنگام خستگی تحت تنش می توانیم انتظار داشته باشیم كه تركها از حفره به حفره دیگر رشد كنند(مرجع 37).كاهش شدت تنش در نوك ترك به دلیل اینكه حفرات یك اثر قابل توجه در سرعت رشد دارند تعیین خواهد شد. در فولادهای متالورژی پودر شده حفرات موجود تحت فشار تراكمی چگالش از قبل فرو ریخته می شوند و پتانسیل برای ساختن تركهای میكرونی دارند اگر به وسیله عملیات حرارتی یا پس زینتر بهبود نیابند.

نتایج آزمایش تجربی:

تنها یك برنامه آزمایش كه استحكام RCF مواد متالورژی پودر شده را در چگالیهای مختلف تحت روغنكاری  EHDكامل با یا بدون لغزش و تماس خطی با استفاده از آزمایش ZF-  RCF تعیین كند،  وجود دارد(مراجع 26،38،39). نتایج یك افزایش كوچك یا حتی یك كاهش را در استحكام RCF هنگامی كه چگالی در محدوده ای كه ساختار حفرات باز تبدیل به حفرات منفرد و به هم نزدیك می شوند از خود نشان می دهند(شكل 15).

نقش نیکل:

نیکل به دلیل میل ترکیبی کم با اکسیژن و اثر مثبت بر روی استحکام و ریز ساختار عملیات حرارتی شده یکی از عناصر آلیاژساز خیلی مهم در متالورژی پودر است. اگر از مخلوط ابتدایی پودر نیکل با پودر آهن استفاده شود همگن شدن(یکنواخت شدن)به وسیله نفوذ حجمی‌اتفاق می‌افتد که توسط قانون دوم نفوذ فیک کنترل می‌شود که موجب بروز این معادله می‌شود: 

D₀                   

D= قابلیت نفوذ یا ضریب نفوذ

Q= انرزی اکتیواسیون یا فعال سازی

T= دما بر حسب کلوین              R= ثابت گازها

t= زمان بر حسب ثانیه   

علاوه بر این، زمان همگن شدن کامل تحت تاثیر قطر ذره ای از پودر نیکل که در شبکه آهن است قرار می‌گیرد و می‌تواند با حل قانون دوم فیک برای شرایط مرزی مشخص محاسبه شود(مرجع 41).

پودر نیکل استاندارد با میانگین اندازه ذرات 5/7 میکرومتر تحت شرایط زینتر صنعتی نمی‌تواند به طور کامل همگن شود(1120 درجه سانتیگراد یا 2050 درجه فارنهایت/30 دقیقه) باقی مانده مناطق غنی از نیکل نقاط یا خالهای نرم را بعد از عملیات حرارتی یا کربن دهی تشکیل می‌دهد(مرجع 42).به طور مرسوم، نقش نقاط نرم به عنوان یک عامل سودمند برای خواص خستگی تحت بارگذاری کششی مورد توجه قرار گرفته است(مرجع 43). تحقیقات جدیدتر این فکر را به یک سوال تبدیل کردند و شناسایی کردند که آن مناطق به عنوان مکانهای جوانه زنی برای شروع ترک با سرعت رشد بالا در مقایسه با ریزساختارهای پرلیتی و مارتنزیتی هستند(مرجع 44).

فرآیند چگالش سطحی برای چرخ دنده هایی با بار گذاری بالا:

چگالش سطحی قطعات متالوژی پودر پیش شکل دهی شده یک فناوری نوید بخش برای تولید قطعات با چگالش سطحی بالای لازم برای بارگذاری بالا در جعبه دنده های مارپیچی خودرو است. فناوری باید نیازمندیهایی که در ارتباط با ظرفیت بارگذاری و کاهش هزینه برای اقتصادی شدن را تحقق ببخشد(مراجع 32-35). شکل 19 تجهیزاتی که برای نورد یک سطح پیش شکل دهی شده که به وسیله فرآیند متالوژی پودر برای رسیدن به مشخصات نهایی و سطح مقطع دندانه ای تهیه شده را نشان می‌دهد که به وسیله فرآیند بالا تولید شده اند(مرجع 46).

اثر سیکل کربن دهی:

روش استاندارد برای فولاد برون سختی شده به وسیله کربن دهی شامل دو سیکل است:

• افزایش پتانسیل کربن در اتمسفر کربن دهی برای یک مدت زمان مشخص(سیکل تشدید)

• کاهش پتانسیل کربن که اجازه دهد کربن در ماده نفوذ کند(سیکل نفوذ)

برای کربن دهی نمونه جعبه های دنده، صنعت خودرو اغلب از سیکلهای عملیات حرارتی مشخص که این سیکلها شامل سیکلهای متعدد تشدید و نفوذ می‌شود استفاده می‌کند. دو نوع مختلف فولادهای متالوژی پودر شده با سطح چگال با استفاده از سیكلهای کربن دهی ساده و یا متعدد تشدید/نفوذ عملیات حرارتی می‌شوند. جدول 5 شامل پارامترهای فرآیند هر دو عملیات حرارتی کربن دهی است.

خلاصه و نگرش:

تركیب آزمایش RCF تحت روغنكاری EHD كامل و فناوری جریان گردابی یك حوزه جدید برای مطالعه رفتار ماده تحت نورد، بارگذاری خستگی تماسی، باز می‌كند. برای بار اول، مطالعه شروع شكستها، كنترل رشد ترك و مسیر تكثیر و آستانه برای رشد ترك ممكن است. این پروسه جدید   برای آزمایش RCF،  امكان منظم مطالعات اثر پارامترهای مواد و/ یا فرآیند را در یك كاهش قابل ملاحظه در مدت زمان و تعداد نمونه های آزمایش فراهم می كند.

هنوز اصلاحاتی برای بهینه كردن این پروسه جدید وجود دارد:

• ارتباط بین سیگنال جریان گردابی و اندازه ترك باید مشخص شود.

در تنظیمات جریان ، جریان گردابی عمدتا” تركهایی كه به سطح می رسند را شناسایی می-  كند. این نیازمند مطالعه است كه با تغییر فركانس برانگیختگی سنسور و ارزیابی نوع، تركهای زیر سطح قبل از اینكه به سطح برسند شناسایی و كنترل شوند. این تعیین سرعت رشد تركهای زیر سطح  فهمیدن بهتر علل شروع و تكثیرتركهای زیرسطح را ممكن می كند.

اثرات نورد بر روی عملكرد خستگی تماسی