بررسی تجربی فرآیند کوبش فراصوتی بر خواص سطحی فولاد کربنی A860

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی تجربی فرآیند کوبش فراصوتی بر خواص سطحی فولاد کربنی A860

ارائه دهنده: Provider: مجید زوجاجی - مهندسی مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر عباس پاک

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر هاشم مظاهری

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر رحمن سیفی و دکتر فرامرز فرشته صنیعی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 17 - 1403/6/25

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 54

چکیده: Abstract: هبود خواص سطحی مواد فلزی جهت افزایش عمر و کارایی قطعات ساخته شده همواره در صنعت مورد توجه است. روش¬هاي مختلفي جهت بهبود خواص سطحی وجود دارد مانند صیقلکاری سطحی، ساچمه زنی، پرداختکاری سطح، کوبش و ساچمه پاشی فراصوتی، شابرزنی و غیره که در اين ميان روش نوين کوبش فراصوتي، جهت بهبود خواص سطحی شامل افزايش مقاومت به سایش و خستگي، خوردگی، بهبود سلامت و سختي سطحي و همچنين کاهش تنش پسماند کششي، از طريق اعمال تنش فشاري، جايگاه ويژه¬اي در صنايع مختلف پيدا کرده است. با توجه به کاربرد فولاد کربنی A860 در قطعات، لوله‌ها و اتصالات مختلف صنعتی، بررسي استفاده از فرایند کوبش فراصوتي در بهبود خواص سطحی و مکانیکی این فولاد در صنايع مختلف از جمله نفت و گاز، صنايع ساختماني، کشاورزي و غيره مورد نياز و توجه قرارگرفته است. با استفاده از ضربات با فرکانس بالا (فراصوتي)، مي¬توان ساختار بلوري مواد، زبري سطح، خواص مکانيکي و ميزان تنش پسماند را در نزديکي سطح تغيير داد. در نتيجه اين روش را مي¬توان به عنوان يک روش عمليات سطحي نوين جهت بهبود خواص سطحی و مکانیکی به¬ويژه در سازه¬های غیر قابل حمل مورد توجه قرار داد. لذا هدف از این تحقیق بررسی تجربی اثر فرآیند کوبش فراصوتی بر خواص سطحی فولاد A860 است. در این تحقیق بررسی تجربی فرآیند چکش¬کاری فراصوتی در شرایط مختلف شامل نیروی استاتیکی60، 75 و 90 نیوتن، سرعت پیشروی 40، 100 و 160 میلی¬¬متر بر دقیقه و تعداد پاس 1، 2 و 3 پاس، بر روی سختی و مقاومت به سایش در برخورد ذرات ساینده به نمونه فولادی A860 انجام شده است. همچنین اثر زاویه برخورد ذرات ساینده و مقاومت به خوردگی نمونه¬ی چکش¬کاری شده از جنس فولاد مذکور بررسی شده است. برای انجام آزمون¬های عملی چکش¬کاری فراصوتی، تجهیزات لازم تهیه و یک چیدمان آزمایشگاهی راه¬اندازی گردید. جهت انتخاب شرایط انجام چکش¬کاری و تحلیل نتایج از روش طراحی آزمایش پاسخ سطح استفاده و اثر هر یک از متغیرها و اثر تداخلی آنها مورد بحث قرارگرفته است. نتایج به¬دست آمده نشان می‌دهد که عملیات کوبش فراصوتی با کوبش بر روی سطح و تغییر شکل پلاستیک آن، باعث کاهش اندازه دانه¬ها سطح ماده شده است. با افزایش تعداد پاس، سرعت پیشروی و بار استاتیکی مقدار سختی کاهش و در نتیجه مقدار سایش (کاهش وزن) افزایش یافته است. بالاترین مقدار سختی در شرایط تعداد پاس یک و سرعت پیشروی پائین به¬دست آمده است. همچنین مشاهده شد که در بار استاتیکی پایین اثر تعداد پاس بر روی سختی تاثیر کمی دارد اما برای رسیدن به سختی¬های بالا در بارهای استاتیکی بیشتر باید چکش-کاری فراصوتی در یک پاس انجام شود. سختی¬های بالا در بار استاتیکی و سرعت پیشروی پایین به¬دست آمده است. کمترین سایش در سرعت¬های پیشروی بالا با بار استاتیکی پائین و یا در سرعت¬های پیشروی پائین با بار استاتیکی بالا اتفاق افتاده است. در بار استاتیکی بالا، تعداد پاس پائین و در بار استاتیکی کم، تعداد پاس بالا کمترین مقدار سایش را خواهند داشت. بیشترین میزان سایش در حالتی است که زاویه برخورد ذرات ساینده و سطح قطعه‌کار 30° است و فرآیند کوبش فراصوتی بر روی فولاد A860 باعث کاهش 39 درصدی سایش در زاویه برخورد 90 درجه و به¬طور میانگین کاهش 25 درصدی سایش در زوایای مختلف شده است. نمونه کوبیده شده مقاومت به¬خوردگی بهتری نسبت به نمونه خام دارد. به¬طور کلی با انجام عملیات کوبش فراصوتی بر روی فولاد A860 مشخص شد در اثر این فرآیند خواص سطحی ماده شامل سختی سطح، مقاومت به سایش و خوردگی بهبود یافته است.

فایل: ّFile: دانلود فایل