Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cải Thiện Đặc Tính Mỏi của Thép Cường Độ Cao Được Tôi và Nhúng Qua Các Phương Pháp Xử Lý Bề Mặt Đôi
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu này là tối đa hóa tuổi thọ mỏi của thép cường độ cao. Để đạt được mục tiêu này, hai loại phương pháp xử lý bề mặt đôi khác nhau đã được nghiên cứu: xử lý bằng bi thép kết hợp với hoàn thiện rung và xử lý bằng bi thép kết hợp với phun cát. Đầu tiên, một quy trình xử lý bi thép cường độ cao đã được áp dụng, với mục đích tạo ra một vùng sâu chịu áp lực cao và tiếp theo là một phương pháp xử lý bề mặt thứ hai nhằm giảm độ nhám được tạo ra trong quy trình đầu tiên và giảm thiệt hại trên bề mặt mẫu. Việc sử dụng các phương pháp xử lý đôi này đã chứng minh là một lựa chọn tốt để đạt được độ cứng bề mặt cao và các hồ sơ áp suất dư nén sâu, đồng thời giảm thiểu các khuyết tật trên bề mặt. Tuổi thọ mỏi của thép đã được cải thiện đáng kể sau khi áp dụng cả hai phương pháp xử lý bề mặt đôi. Một phương pháp xử lý rung áp dụng trong 24 giờ sau khi thực hiện quy trình làm sạch bằng bi thép trước đó đã có khả năng tăng tuổi thọ mỏi trung bình của các mẫu đã xử lý bằng bi thép lên gần bảy lần, nhưng một sự cải thiện độ mỏi lớn hơn đã được tạo ra khi sử dụng phun cát chỉ trong 60 giây. Dù sao, cả hai phương pháp xử lý thứ hai đều có khả năng loại bỏ lớp bề mặt bị hư hỏng do quy trình xử lý bi thép cường độ cao gây ra. Kết quả thu được cũng cho thấy rằng sự kết hợp hợp lý giữa các phương pháp xử lý bề mặt (xử lý bằng bi thép + xử lý thứ cấp) đã ngăn chặn sự hình thành các vết nứt trên bề mặt của mẫu dưới tải trọng uốn tuần hoàn. Thay vào đó, sự hình thành vết nứt diễn ra bên dưới trường áp suất dư nén, tạo ra từ các tạp chất alumina dẫn đến các điểm tập trung ứng suất.
Từ khóa
#thép cường độ cao #xử lý bề mặt #tuổi thọ mỏi #xử lý bằng bi thép #phun cát #áp suất dư nénTài liệu tham khảo
MFN, Shot Peening. A Dynamic Application and Its Future, Metal Finishing News, Wetzikon, 2009
MIC, Shot Peening: Applications, 8th ed., Metal Improvement Company, Phoenix, 2001
SAE, Manual on Shot Peening, 8th ed., SAE International, Warrendale, 2001
S. Tekeli, Enhancement of Fatigue Strength of SAE 9245 Steel by Shot Peening, Mater. Lett., 2002, 57, p 604–608
J. Almen and J.P.H. Black, Residual Stresses and Fatigue in Metals, Mc-Graw-Hill, Toronto, 1963
V. Llaneza and F.J. Belzunce, Optimal Shot Peeening Treatments to Maximize the Fatigue Life of Quenched and Tempered Steels, J. Mater. Eng. Perform., 2015, 24, p 2806–2815
M.A.S. Torres and H.J.C. Voorwald, An Evaluation of Shot Peening, Residual Stresses and Stress Relaxation on the Fatigue Life of AISI, 4340 Steel, Int. J. Fatigue, 2002, 24, p 877–886
M.L. Aggarwal, R.A. Khan, and V.P. Aggarwald, Influence of Shot Peening Intensity on the Fatigue Design Reliability of 65Si7 Spring Steel, Indian J. Eng. Mater. Sci., 2005, 12, p 515–520
Y.K. Gao, Fatigue Limit of Chemical Heat Treated Specimens and Effect of Shot Peening, Surf. Eng., 2008, 24, p 322–326
A.T. Vielma, V. Llaneza, and F.J. Belzunce, Effect of Coverage and Double Peening Treatments on the Fatigue Life of a Quenched and Tempered Structural Steel, Surf. Coat. Technol., 2014, 249, p 75–83
N. Kawagoishi, T. Nagano, M. Moriyam, and E. Kondo, Improvement of the Fatigue Strength of Maraging Steel by Shot Peening, Mater. Manuf. Process., 2009, 24, p 1431–1435
R. Selvabharati and R. Muralikannan, Influence of Shot Peening and Plasma Ion Nitriding on Tensile Strength of 2205 Duplex Stainless Steel Using A-PAW, Mater. Sci. Eng. A, 2018, 709, p 232–240
B.G. Scuracchio, N. Batista da Lima, and C.G. Shöen, Role of Residual Stresses Induced by Double Peening on Fatigue Durability of Automotive Leaf Springs, Mater. Des., 2013, 47, p 672–676
G.H. Farrani and H. Ghadbeigi, An Investigation into the Effect of Various Surface Treatments on Fatigue Life of a Tool Steel, J. Mater. Process. Technol., 2006, 174, p 318–324
K.T. Cho, K. Song, S.H. Oh, Y.K. Lee, and W.B. Lee, Surface Hardening of Shot Peened H13 Steel by Enhanced Nitrogen Diffusion, Surf. Coat. Technol., 2013, 232, p 912–919
D. Wu, C. Yao, and D. Zhang, Surface Characterization and Fatigue Evaluation in GH 4169 Superalloy: Comparing Results After Finish Turning, Shot Peening and Surfaced Polishing Treatments, Int. J. Fatigue, 2018, 113, p 222–235
C. Yao, D. Wu, L. Ma, L. Tau, Z. Zhon, and J. Zhang, Surface Integrity Evaluation and Fatigue Evaluation After Milling Mode, Shot Peening and Polishing Mode for TB6 Titanium Alloy, Appl. Surf. Sci., 2016, 387, p 1257–1264
ASTM E466, Conducting Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials, Annual Book of ASTM Standards, Vol 03.01, ASTM, Philadelphia, 1990
SAE J442, Test Strip, Holder and Gage for Shot Peening, SAE International, Warrandale, 2008
SAE J443, Procedures for Using Standard Shot Peening Test Strips, SAE International, Warrandale, 2003
P.S. Prevey, X-ray Diffraction Residual Stress Techniques, Volume 10, Materials Characterization, Metals Handbook, ASM International, Materials Park, 1986
NPL, Determination of Residual Stresses by X-ray Diffraction, Document No. 52 (National Physical Laboratory, Teddington, 2005)
J. Kritzler and W. Wübbenhorst, Inducing Compressive Stresses Through Controlled Shot Peening, Handbook of Residual Stresses and Deformation of Steel, G. Totten, M. Howes, and T. Inoue, Ed., ASM International, Materials Park, 2002
I.C. Noyan and J.B. Cohen, Residual Stress: Measurement by Diffraction and Interpretation, MRE Springer, New York, 1987
D.L. Sikarskie, On a Series Form of Correction to Stresses Measured Using X-ray Diffraction, AIME Trans., 1967, 239, p 508–577
M.G. Moore and W.P. Evans, Mathematical Correction for Stress in Removed Layers in X-ray Diffraction Residual Stress Analysis, SAE Trans., 1958, 66, p 340–345
V. Llaneza and F.J. Belzunce, Study of the Effects Produced by Shot Peening on the Surface of Quenched and Tempered Steels: Roughness, Residual Stresses and Work Hardening, Appl. Surf. Sci., 2015, 356, p 475–485
E. Segurado, F.J. Belzunce, and I. Fernández-Pariente, Effects of Low Intensity Shot Peening Treatments Applied with Different Types of Shots on the Fatigue Performance of a High-Strength Steel, Surf. Coat. Technol., 2018, 340, p 25–35