Thermal analysis of low alloyed steel for heavily-loaded aircraft engine transmission gears

• Autorzy: Rokicki P. , Dychtoń K. , Drajewicz M. , Raga K. , Nowotnik A. , Kubiak K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2015-0017

Warianty tytułu

PL

Analiza cieplna stali niskostopowej stosowanej na silnie obciążone elementy przekładni napędów lotniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Heat treatment of elements with large and complex geometries generate distortions and strains inhomogeneity. Current paper focuses on material basic thermo-chemical parameters analysis in aim for prediction of AISI 9310 steel behaviour if it is about treatment of ring gears used conventionally for aircraft engine gear transmission system. Heat treatment process of heavily loaded aircraft engine transmission gears is a complicated process due to shape and size of the elements. Concerning above, current paper presents thermal analysis of AISI 9310 low alloy steel. Results of conducted research will be used as a input data for numerical simulation of cooling process. Optimal process modelling will allow eliminating of defects caused by the heat treatment process.

PL

Obróbka cieplna elementów o złożonym kształcie wprowadza duże zmiany w ich stanie naprężeń wewnętrznych. Mają wpływ na odkształcanie się obrabianych elementów uniemożliwiające często ich zastosowanie. W pracy prowadzono badania właściwości cieplnych stali AISI 9310 niezbędnych do prawidłowego opracowywania warunków obróbki cieplno-chemicznej elementów pierścieniowych kół zębatych stosowanych w przekładniach silników lotniczych. Obróbka tych elementów, z użyciem złożonego oprzyrządowania niezbędnego do prawidłowego ich zamocowania w komorze pieca próżniowego, jest procesem trudnym do realizacji. Opracowane warunki procesu obróbki cieplno-chemicznej powinny uwzględniać duże rozmiary kół zębatych przekładni oraz wymaganą powtarzalność uzyskanych profili twardości warstwy nawęglanej i hartowanej. Analiza wyników prowadzonych badań właściwości fizycznych i cieplnych stali AISI 9310, m.in. współczynnika cieplnej rozszerzalności liniowej i przewodnictwa cieplnego, a także dyfuzyjności była podstawą do opracowania modelu fizycznego umożliwiającego symulację numeryczną tego procesu. Badania doświadczalne uwzględniające wyniki symulacji numerycznej i opracowane warunki obróbki cieplno-chemicznej prowadzą do uzyskania wymaganych właściwości użytkowych warstwy nawęglonej i hartowanej próżniowo.

Słowa kluczowe

EN

heat treatment; AISI 9310; low-alloy steel; thermal analysis

PL

obróbka cieplna; AISI 9310; stal niskostopowa; analiza cieplna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 39, nr 3
• Strony: 43--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Rokicki P.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 Wincentego Pola St., 35-959 Rzeszow

autor

Dychtoń K.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 Wincentego Pola St., 35-959 Rzeszow

autor

Drajewicz M.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 Wincentego Pola St., 35-959 Rzeszow

autor

Raga K.

• Pratt&Whitney Rzeszow, 120 Hetmanska St., 35-078 Rzeszow

autor

Nowotnik A.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 Wincentego Pola St., 35-959 Rzeszow

autor

Kubiak K.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 Wincentego Pola St., 35-959 Rzeszow

Bibliografia

• [1] K. DYCHTON, P. ROKICKI, A. NOWOTNIK, M. DRAJEWICZ, J. SIENIAWSKI: Process temperature effect on surface layer of vacuum carburized lowalloy steel gears. Solid State Phenomena, 227(2015), 425-428.
• [2] T. TURPIN, J. DULCY, M. GANTOIS: Carbon diffusion and phase transformations during gas carburizing of high-alloyed stainless steels: experimental study and theoretical modelling. Metallurgical and Materials Transformations, 36(2005), 2751-2760.
• [3] S.N. TSEPOV: Characteristic features of carburizing of steel during vacuum carburizing. Plenum Publishing Corporation, UDC 621(1980), 633-638.
• [4] J.R. CHO, W.J. KANG, M.G. KIM, J.H. LEE, Y.S. LEE, W.B. BAE: Distortions induced by heat treatment of automotive bevel gears. Journal of Materials Processing Technology, 152-154(2004), 476-481.
• [5] A.K. RAKHIT: Heat treatment of gears. ASM The Materials Information Society, 2000.
• [6] D. DENG: FEM prediction of welding residual stress and distortion in carbon steel considering phase transformation effects. Materials & Design, 30(2009)2, 359-366.
• [7] M. DRAJEWICZ, K. DYCHTON, M. GORAL: Thermal properties of YSZ powders for plasma spraying. Solid State Phenomena, 227(2015), 413-416.
• [8] T. MARKOWSKI, M. BATSCH: Tooth contact analysis of Novikov convexo-concave gears. Advances in Manufacturing Science and Technology, 39(2015)1, 53-70.
• [9] P. SKAWIŃSKI, M. KRET: Mathematical model of the modified roll for spiral bevel gears milling machines. Advances in Manufacturing Science and Technology, 37(2013)2, 59-71.
• [10] P. SKAWIŃSKI: Technological setups of the Gleason Pheonix CNC spiral bevel and hypoid gear milling machines. Advances in Manufacturing Science and Technology, 36(2013)4, 33-43.