Wpływ dynamicznego nagniatania rozproszonego na trwałość zmęczeniową elementów ze stopu tytanu Ti-6Al-4V

• Autorzy: Zaleski K.

Warianty tytułu

EN

The effect of shot peening on the fatigue life of parts made of titanium alloy Ti-6Al-4V

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę kontrolowanego dynamicznego nagniatania rozproszonego, która umożliwia kontrolę ruchu narzędzi nagniatających oraz zachowanie sposobu nanoszenia odcisków na obrabianą powierzchnię charakterystycznego dla nagniatania rozproszonego. Metoda ta umożliwiła przeprowadzenie badań wpływu energii zderzenia narzędzia nagniatającego z obrabianym przedmiotem oraz liczby zderzeń przypadających na jednostkę powierzchni obrabianej, nazywanej gęstością zderzeń, na trwałość zmęczeniową próbek ze stopu tytanu Ti-6Al-4V. Trwałość zmęczeniową badano na specjalnym stanowisku, umożliwiającym obustronne, cykliczne zginanie badanej próbki. Stwierdzono, że w przyjętym zakresie badanych parametrów energia zderzenia w większym stopniu wpływa na trwałość zmęczeniową niż gęstość zderzeń. Z porównania trwałości zmęczeniowej próbek nagniatanych i szlifowanych wynika, że obróbka nagniataniem dynamicznym powoduje kilkakrotny wzrost trwałości zmęczeniowej próbek ze stopu Ti-6Al-4V. Badania doświadczalne wykazały, że obróbka kulkowaniem wibracyjnym umożliwia uzyskanie podobnego wzrostu trwałości zmęczeniowej jak po kontrolowanym dynamicznym nagniataniu rozproszonym.

EN

The study presents a method of controlled random shot peening which enables control of the movement of peening tools and preserves the manner of impacting the machined surface that is characteristic of shot peening. This method has made it possible to conduct studies of the influence of the energy with which the peening tool impacts the target workpiece and the number of impacts per unit of machined area, called impact density, on the fatigue life of specimens of titanium alloy Ti-6Al-4V. Fatigue life was examined on a special stand enabling symmetrical (double-sided) cyclic bending of the tested specimen. It was observed that within the adopted range of the tested parameters, impact energy affected fatigue life to a greater degree than did impact density. A comparison of fatigue life of shot peened and of polished specimens showed that shot peening caused a several-times increase in the fatigue life of specimens of titanium alloy Ti-6Al-4V. Experimental studies showed that vibratory ball peening allowed obtaining a similar increase in fatigue life as the one obtained for controlled shot peening.

Słowa kluczowe

PL

nagniatanie dynamiczne; stop tytanu Ti-6Al-4V; trwałość zmęczeniowa

EN

shot peening; titanium alloy Ti-6Al-4V; fatigue life

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4
• Strony: 65--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Zaleski K.

• Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin,

Bibliografia

• 1. Drechsler A, Doerr T, Wagner L. Mechanical surface treatments on Ti-10V-2Fe-3Al for improved fatigue resistance. Material Science and Engineering A 1998; 243; 217-220.
• 2. Ferri O M, Ebel T, Borman R. High cycle fatigue behaviour of Ti-6Al-4V fabricated by metal injection moulding technology. Material Science and Engineering A 2009; 504: 107-113.
• 3. Ivanova S G, Biederman R R, Sisson R D. Investigation of fatigue crack initiation in Ti-6Al-4V during tensil – tensil fatigue. Journal of Materials Engineering and Performance 2002; 11(2): 226–231.
• 4. Jiang X P, Man C –S, Shepard M J, Zhai T. Effects of shot – peening and re – shot – peening on four – point bend behavior of Ti-6Al-4V. Materials Science and Engineering A 2007; 468-470: 137-143.
• 5. Korzyński M. Kulkowanie strumieniowe kulkami szklanymi i łożyskowymi jako sposób poprawy wytrzymałości zmęczeniowej. ZN Politechniki Rzeszowskiej 1988; 46: 25-31.
• 6. Legutko S, Nosal S. Kształtowanie technologicznej i eksploatacyjnej warstwy wierzchniej części maszyn. Poznań: Ośrodek Wydawnictw Naukowych PAN, 2004.
• 7. Łunarski J. Właściwości fizyczne i użytkowe stopów tytanu po procesie nagniatania dynamicznego. Rzeszów: Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej, 1982.
• 8. Melechow R, Tubielewicz K, Błaszczuk W. Tytan i jego stopy. Częstochowa Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, 2004.
• 9. Novovic D, Dewes R C, Aspinwall D K, Voice W, Bowen P. The effect of machined topography and integrity of fatigue life. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2004; 44: 125-134.
• 10. Przybylski W. Technologia obróbki nagniataniem. Warszawa: WNT, 1987.
• 11. Sieniawski J. Badania zmęczeniowe i analiza fraktografi czna stopów tytanu. Mechanik 1993; 11: 383-386.
• 12. Wagner L. Mechanical Surface treatments on titanium, aluminum and magnesium alloys. Materials Science and Engineering A 1999; 263: 210-216.
• 13. Yang X, Liu C R, Grandt A F. An experimental study on fatigue life variance, residual stress, and their correlation of face – turned and ground Ti-6Al-4V samples. Journal of Manufacturing Science and Engineering 2002; November: 809-819.
• 14. Zaleski K. Kształtowanie wybranych właściwości warstwy wierzchniej elementów metalowych w procesie dynamicznego nagniatania rozproszonego. Lublin Wydawnictwa Politechniki Lubelskiej, 2008.
• 15. Zaleski K. Struktura geometryczna powierzchni stopu tytanu uformowana podczas fi zycznego modelowania procesu nagniatania dynamicznego rozproszonego. ZN Politechniki Rzeszowskiej 2006; 227: 243-249.
• 16. Zaleski K.: Urządzenie do fi zycznego modelowania procesu nagniatania dynamicznego rozproszonego. Przegląd Mechaniczny 2005; 9S: 253-256.