تأثير عمليات ساچمه‌زني بر رفتار خستگي چدن نشکن

چکیده

ساچمه زنی متداول ترین عملیات سطحی است که به منظور بهبود رفتار خستگی قطعات اعمال می شود. این عملیات با اعمال تنشهاي پسماند فشاری و ایجاد یک لایه کارسخت شده در سطح همراه با افزایش زبری، استحکام و عمر خستگی قطعات را زیاد کرده و موجب کاهش هزینه‌های اقتصادی می‌شود و از این رو مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در این پژوهش اثر عملیات ساچمه زنی بر رفتار خستگی چدن نشکن بررسی شده است. ابتدا چدن نشکن با تركيب Fe - 3.5 C - 3.1 Si -0.2 Mn - 0.24 Mo – 0.5 Cu – 0.6 Ni ، با استفاده از كوره القايي ریخته‌گری شد و پس از ساخت نمونه‌ها، عملیات ساچمه‌زنی بر روی دسته‌ای از آنها انجام شد و در نهایت نمونه‌ها تحت آزمايش خستگي خمشي– دوراني قرار گرفتند. رفتار خستگی نمونه های ساچمه زنی شده و ساچمه زنی نشده با استفاده از نتايج آزمونهاي ریزسختی، زبری سنجی و شکست نگاری با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی و تحليل قرار گرفتند.

نتایج بدست آمده نشان داد که استحکام خستگی در 10⁷ چرخه برای این چدن نشکن، بعد از ساچمه زنی % 40 افزایش یافته و از MPa 250 در حالت بدون ساچمه زنی به MPa 350 بعد از ساچمه زنی رسیده است. اعمال کارسرد ناشی از ساچمه زنی منجر به اعمال تنش پسماند فشاری و کارسختی سطحی و افزایش سختی در سطح شده است که باعث تاخیر در مراحل جوانه زنی و رشد ترک خستگی است. ساچمه زنی باعث افزایش زبری نیز شده است ولی اثر منفی آن در برابر تاثیر مثبت تنش پسماند فشاری و کارسختی ناچیز است.