Nowe technologie utwardzania powierzchniowego ograniczające zmęczenie stykowe części maszyn.

• Autorzy: Gawroński Z. , Kula P. , Pietrasik R. , Sawicki J.

Warianty tytułu

EN

Modern technologies of surface layer hardening, decreasing the contact fatigue of machine parts.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zbadano wpływ azotowania i nawęglania próżniowego na stan naprężeń własnych w warstwach wierzchnich stali SW7M (azotowana) i 15HN (nawęglana). Stworzono bazy danych dotyczących rozkładów naprężeń własnych w warstwie wierzchniej w oparciu o metodę Waismana-Phillipsa, którą następnie zweryfikowano zmodyfikowaną metodą dyfrakcji rentgenowskiej sin kwadrat Psi. Na przykładzie mechanizmu krzywkowego rozdzielacza pompy wtryskowej paliwa (stal SW7M azotowana próżniowo) i koła zębatego o średnim module (stal 15HN nawęglana próżniowo) opracowano model numeryczny dla superponowania naprężeń własnych i pochodzących od obciążeń zewnętrznych. Symulację przeprowadzono Metodą Elementów Skończonych przy wykorzystaniu pakietu ANSYS. Na podstawie analizy widma naprężeń rzeczywistych w warunkach eksploatacji określono kryteria występowania postaci zużycia o charakterze zmęczenia stykowego. Wyniki modelowania zweryfikowano w oparciu o obserwację nadzorowaną seryjnych pomp wtryskowych i kół zębatych.

EN

The influence of low pressure nitriding and vacuum carburising on the residual stress state in M2 HSS (nitrided) and 14CrNi6 (carburized) steel was investigated. The data base; verified by modified square sin Psi x-ray method; of residual stresses distribution in the surface layer, based on Waisman-Phillips method was created. The numerical model for superposing residual stresses and those coming from external loads, on the examples of injection pump cam distribution (made of M2 HSS low pressure nitrided) and toothed wheel of medium module pitch (14CrNi6 after vacuum carburizing), was elaborated. Those computer simulation was executed by means of FEM and ANSYS program. Criteria of wear forms occurrence of contact fatigue character, on the basis of real under work conditions stresses spectrum analysis were performed. The modeling results were verified by the supervised observation of serial injection pump and toothed wheels.

Słowa kluczowe

PL

nawęglanie próżniowe; azotowanie próżniowe; naprężenia; metoda elementów skończonych; superpozycja naprężeń

EN

vacuum carburising; vacuum nitriding; stresses; finite element method; superposition of stresses

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 36, nr 2
• Strony: 19--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Gawroński Z.

• Instytut Inżynierii Materiałowej i Technik Bezwiórowych, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

autor

Kula P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej i Technik Bezwiórowych, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

autor

Pietrasik R.

• Instytut Inżynierii Materiałowej i Technik Bezwiórowych, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

autor

Sawicki J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej i Technik Bezwiórowych, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Kula P., Olejnik J.: „Same technological aspects of vacuum carburizing”. Proc. of the 12th International Federation of Heat Treatment and Surface Engineering Congress. Melboum, 2000. vol. 3. 195-199.
• [2] Kula P., Rzepkowski A., Siniarski D., Krasiński A., Górecki M.: „Postęp w technologii nawęglania”. Inżynieria Materiałowa, 2000, Nr 3, 101-105.
• [3] Haś Z.: Europäische Patentenschrift Nr. 0034761.
• [4] Waisman J., Phillips A.: Proc. of the Soc. Experimental Stress Analysis, Vol XI, No.2 (1952) 102.
• [5] Gawroński Z.: Wpływ stanu naprężeń własnych w warstwach azotowanych na zużycie o charakterze zmęczenia stykowego. Praca habilitacyjna, Zeszyt naukowy nr 755, PŁ 1999.
• [6] Zienkiewicz O.C.: Metoda elementów skończonych. Arkady, Warszawa, 1972.
• [7] Hoffmann F., Kreft U., Hirsch T., Mayr P.: In situ measurement of residual stresses during nitriding process. Proc. of Second International Conference on Carburizing and Nitriding with Atmospheres, Cleveland, Ohio, 1995.
• [8] Somers M., Mittemeijer E.: Development and relaxation of stress in surface layers; composition and residual profiles in γ Fe4N1-x layers on α-Fe substrates. Metallurgical Transactions A, Volume 21 A, January 1990, p. 189.
• [9] Szawłowski J., Psoda M.: Naprężenia własne w strefie γ Fe4N warstwy azotowanej w Fe ARMCO i stali 38HMJ. Inżynieria Materiałowa, nr 3, 1997, s. 100.