Ocena relaksacji naprężeń powierzchniowych w stali po statycznym i cyklicznym odkształceniu

• Autorzy: Kucharska B. , Starzyński G. , Nitkiewicz Z.

Warianty tytułu

EN

The evaluation of surface stress relaxation in steel after static and cyclic of deformation

• Konferencja: Krajowa Konferencja ,,Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym" (III; 28.05 - 01.06.2006; Międzyzdroje, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania wpływu odkształcenia monotonicznego i odkształcania cyklicznego na stan naprężeń w warstwie powierzchniowej stali C45. Badano stal ulepszoną cieplnie z powierzchnią szlifowaną typowo jak do badań wytrzymałościowych o chropowatości Rz=4,41um. Stal poddano odkształceniu Eef=0,0045 odpowiadającemu obciążeniu z zakresu pomiędzy górną i dolną granicą plastyczności (beta e,g-beta e,d). Odkształcanie cykliczne wykonano do stanu ustalonego Stwierdzono osłabienie stali w wyniku odkształcania cyklicznego. Metodą rentgenowską sin2 z użyciem promieniowania KalfaCo określono stan naprężeń powierzchniowych w stali w stanie wyjściowym oraz po każdym z rodzajów odkształcania. Obliczono tensory odkształceń i naprężeń. Wykazano, że mechaniczna obróbka próbek do badań wytrzymałościowych wprowadza pewien stan naprężeń. Stan ten ulega zmianie podczas monotonicznego i cyklicznego odkształcania stali. Badaniami mechanicznymi stwierdzono osłabienie stali w procesie cyklicznego odkształcania w zastosowanym obciążeniu. Badaniami rentgenowskimi potwierdzono relaksacje naprężeń również w stosunku do powierzchni stali bez odkształcania.

EN

The paper presents the investigation into the effect of monotonic deformation and cyclic deformation on the state of stress in the sub-surface layer of steel C45. Toughened steel with a surface ground typically as for strength testing, having a roughness of Rz=4.41 um, was tested. The steel was subjected to deformation to produce a strain of Lef=0.0045 corresponding to the load in the range between the upper and lower yield point (beta eg-beta ed). Cyclic deformation was continued up to a steady state. A weakening of the steel due to the cyclic deformation was found. By the sin2 X-ray method employing K alfaCo radiation, the state of surface stress was determined in the steel in the initial state and after each type of deformation. The strain and stress tensors were calculated. The X-ray examination of the C45 steel surface layer showed that the standard mechanical treatment of specimens intended for strength testing introduces a specific state of stress. The state of surface stress was changed during the monotonic and cyclic deformation of the steel. By mechanical testing, a weakening of the toughened C45 steel during cyclic deformation up to a steady state was found compared to the steel deformed monotonically using a load in the applied strain. The X-examination confirmed the relaxation of surface stress also in relation to the state without deformation.

Słowa kluczowe

PL

naprężenia powierzchniowe; stal; odkształcenia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 467--470
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kucharska B.

autor

Starzyński G.

autor

Nitkiewicz Z.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Kocańda S.: Zmęczeniowe pękanie, WNT Warszawa 1985
• [2] Handzel-Powierża Z., Kucharski S., Starzyński G.: Theoretical and experimental studies on elasto-plastic deformation of an element with technological surface layer, Engineering Trans. Vol. 44, No 1, 1996, 69-83
• [3] Kuj awski D.: Modelowanie trwałości zmęczeniowej i propagacji pęknięć w metalach, Prace Naukowe Mechanika, z. 133, Wyd. PW, 1991
• [4] Mróz Z., Starzyński G., An Elasto - Plastic Analysis of a Cylinder with Surface Layer under Cyclic Loading, The Archive of Mechanical Engineering, No 3-4, 1996, 189-211
• [5] Starzyński G, Handzel-Powierża Z., Nakonieczny A., Janowski S., Zmiany naprężeń własnych w cyklicznie odkształcanej warstwie wierzchniej wytworzonej w procesie hartowania indukcyjnego, Inż. Powierzchni, No 2, 1996
• [6] Calik Y., Evans J.T., Shaw BA., Residual shear stress near ground surfaces, Scr. Mater., Vol.34, No.7, 1996, 1101-1106
• [7] Senczyk D.: Naprężenia własne, Wyd.Pol .Poznańskiej, Poznań, 1996
• [8] Kucharska B., Starzyński G: Powierzchniowe naprężenia własne w stali 45 cyklicznie odkształcanej do stanu ustalonego, Metalurgia 39, 2004, 497-482
• [9] Kucharska B.: Rentgenowski pomiar tensorów odkształceń i naprężeń powierzchniowych w stali węglowej. Metalurgia 48, 2005, 508-511
• [10] Kucharska B., Nitkiewicz Z.: Pomiar powierzchniowych naprężeń własnych w stali o standardzie powierzchni do próby rozciągania. Inż. Materiałowa 5(147), 2005, 657-660
• [11] Kocańda, S., Goss, Cz., Osłabienie stali 45 przy małych cyklach obciążenia, Biul. WAT , Vol. XXV, Nr 12(292), 1976