اثرات نورد عملکرد خستگی تماسی

اثرات نورد عملکرد خستگی تماسی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

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.

تاثیرات نورد عملکرد خستگی تماسی

چکیده

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

فرآیندهای متالورژی پودر برای تولید صنعتی دنده

 فرآیند های متالورژی پودر اغلب برای امکان کاهش قیمت انتخاب می شوند. تولید صنعتی اجزاء یک شکل و یا به هم نزدیک با قابلیت تولید دوباره و کپی برداری(نسخه برداری) عالی، به حداقل رساندن یا احتیاج نداشتن به ماشین کاری ثانویه و استفاده بالا در مواد و انرژی عواملی هستند که باعث ایجاد یک نیروی محرکه برای تبدیل فرآیندهای ریخته گری و کار کردن با متالورژی پودر است. به هر حال، وقتی که قطعات و مواد متالورژی پودر شده انتخاب و در نظر گرفته می‌شوند طراحان احتیاج دارند که به نقش تخلخلهای ذاتی و تاثیر آنها بر روی خواص استاتیکی(ایستا) و دینامیکی(پویا) توجه کنند. کمبود درک ارتباط کامل بین تخلخل و خواص نیازمند آن است که آزمایشات وسیعی بر روی قطعات متالورژی پودر شده تحت شرایط بار گذاری عملی واقعی برای جلوگیری از شکست بی موقع (زودرس) قطعات و ساختارها انجام شود (مرجع ۲۹).

صنعت متالورژی پودر به این مشکلات آگاه است و سعی دارد تا  اطلاعات موادی که برای خریدار مورد نیاز است و فناوریهای جدید را برای کاهش تخلخل در همه اجزاء یا در یک قسمت مشخص (مناطق با بار گذاری بالا) مانند سطح، گسترش دهد(مراجع ۲۹-۳۴). 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 شکل دهی شده متالورژی پودر انتظار می رود(مرجع ۳۵). برای جایگزین کردن موفقیت آمیز فولاد کار شده در کاربردهای بالا، صنعت متالورژی پودر ثابت کرده است که مواد و فرآیندها قابل رقابت یا بالاتر هستند و می توانند با کاهش قیمت قابل ملاحظه ای بدون کاهش اطمینان محصولات استفاده شوند. به دلیل این حقیقت که فرآیندهای متالورژی پودر درجه بالاتری از تنوع را نسبت به فرآیندهایی که با مواد کار شده تولید می شوند دارند مطالعات منظم بر روی اثر پارامترهای فرآیند در خواص محصول نهایی به وسیله مصرف کننده نهایی تقاضا می شود.

اثرات نورد عملکرد خستگی تماسی

نقش تخلخل در فولادهای متالورژی پودر شده:

این یک دانش معمولی است که تخلخل بر روی خواص مکانیکی مواد متالورژی پودر شده به دو روش تاثیر می گذارد:

• کاهش خطی خواص استاتیکی مانند استحکام کششی نهایی، استحکام تسلیم و مدول یانگ(فرض می کنیم که حداکثر تخلخل ۱۰-۱۵% است که یک تخلخل معمول برای قطعات ساختاری است).

• کاهش نمایی خواص دینامیکی مانند ازدیاد طول نسبی، استحکام خستگی و انرژی ضربه

هیچ شکی وجود ندارد که تخلخل نقش مهمی را بازی می کند و حتی ممکن است مهمترین فاکتور(عامل) در استحکام RCF فولادهای متالورژی پودر شده باشد. برای فهمیدن نقش حفرات و تخلخلها در RCF، یک مطلب  این است که بین شکست زیر سطح و   شرایط سطح که شامل نقش روغنکاری در RCF می شود، تمیز و تشخیص داده شود.

اثرات نورد عملکرد خستگی تماسی

شکست زیر سطحی:

حفرات در مواد نقش مواضع جوانه زنی برای ترکهای زیر سطحی را ایفا می کنند. مواد احاطه شده می توانند به وسیله میدان تنش به طور پلاستیک تغییر شکل دهند و به وسیله فضای بازی که توسط حفرات ایجاد شده است تسلیم شوند.در هنگام خستگی تحت تنش می توانیم انتظار داشته باشیم که ترکها از حفره به حفره دیگر رشد کنند(مرجع ۳۷).کاهش شدت تنش در نوک ترک به دلیل اینکه حفرات یک اثر قابل توجه در سرعت رشد دارند تعیین خواهد شد. در فولادهای متالورژی پودر شده حفرات موجود تحت فشار تراکمی چگالش از قبل فرو ریخته می شوند و پتانسیل برای ساختن ترکهای میکرونی دارند اگر به وسیله عملیات حرارتی یا پس زینتر بهبود نیابند.

نتایج آزمایش تجربی:

تنها یک برنامه آزمایش که استحکام RCF مواد متالورژی پودر شده را در چگالیهای مختلف تحت روغنکاری  EHDکامل با یا بدون لغزش و تماس خطی با استفاده از آزمایش ZF-  RCF تعیین کند،  وجود دارد(مراجع ۲۶،۳۸،۳۹). نتایج یک افزایش کوچک یا حتی یک کاهش را در استحکام RCF هنگامی که چگالی در محدوده ای که ساختار حفرات باز تبدیل به حفرات منفرد و به هم نزدیک می شوند از خود نشان می دهند(شکل ۱۵).

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 ۴۱).

پودر نیکل استاندارد با میانگین اندازه ذرات ۵/۷ میکرومتر تحت شرایط زینتر صنعتی نمی‌تواند به طور کامل همگن شود(۱۱۲۰ درجه سانتیگراد یا ۲۰۵۰ درجه فارنهایت/۳۰ دقیقه) باقی مانده مناطق غنی از نیکل نقاط یا خالهای نرم را بعد از عملیات حرارتی یا کربن دهی تشکیل می‌دهد(مرجع ۴۲).به طور مرسوم، نقش نقاط نرم به عنوان یک عامل سودمند برای خواص خستگی تحت بارگذاری کششی مورد توجه قرار گرفته است(مرجع ۴۳). 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 ۴۴).

اثرات نورد عملکرد خستگی تماسی

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 ۳۲-۳۵). شکل ۱۹ 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 ۴۶).

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 سیکلهای کربن دهی ساده و یا متعدد تشدید/نفوذ عملیات حرارتی می‌شوند. جدول ۵ شامل پارامترهای فرآیند هر دو عملیات حرارتی کربن دهی است.

اثرات نورد عملکرد خستگی تماسی

خلاصه و نگرش:

ترکیب آزمایش RCF تحت روغنکاری EHD کامل و فناوری جریان گردابی یک حوزه جدید برای مطالعه رفتار ماده تحت نورد، بارگذاری خستگی تماسی، باز می‌کند. برای بار اول، مطالعه شروع شکستها، کنترل رشد ترک و مسیر تکثیر و آستانه برای رشد ترک ممکن است. این پروسه جدید   برای آزمایش RCF،  امکان منظم مطالعات اثر پارامترهای مواد و/ یا فرآیند را در یک کاهش قابل ملاحظه در مدت زمان و تعداد نمونه های آزمایش فراهم می کند.

هنوز اصلاحاتی برای بهینه کردن این پروسه جدید وجود دارد:

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

در تنظیمات جریان ، جریان گردابی عمدتا” ترکهایی که به سطح می رسند را شناسایی می-  کند. این نیازمند مطالعه است که با تغییر فرکانس برانگیختگی سنسور و ارزیابی نوع، ترکهای زیر سطح قبل از اینکه به سطح برسند شناسایی و کنترل شوند. این تعیین سرعت رشد ترکهای زیر سطح  فهمیدن بهتر علل شروع و تکثیرترکهای زیرسطح را ممکن می کند.