Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pomiary naprężeń własnych tytanu Ti6Al4V po procesach kulowania na potrzeby inżynierii biomedycznej

Bańczerowski Jakub, Mońka Grzegorz, Skalski Konstanty

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 4

10--17

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów naprężeń własnych odpowiednio przygotowanych próbek tytanu Grade 5 (Ti6Al4V). Próbki były uprzednio kulowane śrutem stalowym o średnicach 0,6 mm, i 1,2 mm i twardości 640 HV. Przeprowadzono pomiary naprężeń własnych metodą Waismana-Philipsa polegającą na pomiarze strzałki ugięcia próbki w próbie trawienia stopu tytanu Ti6Al4V w roztworze kwasu fluorowodorowego (HF) i siarkowego (H2SO4). Badanie przeprowadzono na stanowisku zaprojektowanym i wykonanym wcześniej w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej (IMP). W celu oceny wpływu parametrów procesu kulowania na próbki wykonano pomiary chropowatości ich powierzchni przed trawieniem. Wyznaczenie wartości i rozkładów naprężeń własnych sprowadza się, jak nadmieniono, do określenia zmian krzywizny w funkcji zmian grubości badanej próbki, a następnie wykonaniu niezbędnych obliczeń. Wyniki pomiaru przemieszczeń w funkcji czasu oraz grubości próbek uzyskane po trawieniu posłużyły do wyznaczenia wartości naprężeń własnych w funkcji odległości od powierzchni próbki. Obliczenia wykonano przy pomocy programu NWW 11.

EN

The paper presents results of measurements of residual stresses of the properly prepared Grade 5 titanium (Ti6Al4V) samples. The samples previously underwent the process of shot-peening with steel shots with 0.6 mm, and 1.2 mm in diameter and 640 HV hardness. Measurements of residual stresses were carried out using the Waismman-Philips method consisting in measuring the sample deflection arrow in the etching test of Ti6Al4V titanium alloy in the solution of hydrofluoric acid (HF) and sulfuric acid (H2SO4). Tests were carried out on the stand designed and constructed earlier at the Institute of Precision Mechanics (IMP). In order to assess the impact of the shot-peening process parameters on the samples, roughness measurements of the surface before etching were carried out. Determining the values and distributions of the residual stresses is reduced, as mentioned, to determining the changes in curvature as a function of changes in the thickness of the sample tested, and then conducting the necessary calculations. The results of the measurement of displacements as a function of time and thickness of the samples obtained after etching were used to determine the value of residual stresses as a function of distance from the sample surface. Calculations were conducted with using the NWW.11 program.

2

Operation-Oriented Studies on Wear Properties of Surface-Hardened Alloy Cast Steels Used in Mining in the Conditions of the Combined Action of Dynamic Forces and an Abrasive Material

Wieczorek A. N.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2381--2389

EN

This paper presents the results of wear tests of shot-peened and not shot-peened cast steels used in the mining machinery industry, in particular in the construction of chain drums for armoured face conveyors. Wear tests were carried out in the conditions corresponding to the real operating conditions of armoured face conveyors during drifting work in rocks such as sandstone. The operating factors subjected to the analyses included the presence of quartz abrasive and the impact of external dynamic forces. On the basis of the wear tests as well as the microhardness and microstructure examinations performed, it has been found that the action of an additional dynamic force has a synergistic impact on the process of abrasive wear in loose quartz abrasive. It has been further found that the value of abrasive wear of chain wheels operated in the conditions of a combined action of abrasive and a dynamic force depends on whether the area of mating of wheels with the chain was shot-peened or not before the wear tests – an increase in the abrasive wear was observed for the wheels made of cast steel subjected to shot peening in the area of mating with the chain. Lower resistance to abrasive wear of the cast steels subjected to shot peening before the wear tests could result from the formation of cracks in the surface layer caused by the action of shot.

3

Effect of Shot Peening on the Fatigue Strength of Automotive Tubular Stabilizer Bars DC 218

Wittek A. M., Gąska D., Łazarz B., Matyja T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

1963--1968

EN

This paper concerns issues related to the development of designs of stabilizer bars for new motor vehicle models. It involves not only the designing of a stabilizer bar with the shape required by the manufacturer, but also the preparation of bending and heat treatment processes as well as the performance of strength and fatigue tests. In the prototype development phase, the simulations techniques (FEM) may be used to assess the design. The article contains a detailed analysis of a stabilizer bar designated with the DC 218 VA symbol. Performed numerical strength and fatigue calculations showed that the developed stabilizer bar design with the desired shape did not achieve the required number of fatigue cycles. It was also proven at the test stand by testing a prototype stabilizer bar. Therefore, it was suggested to supplement the technological process with an additional shot peening operation whose main aim was to reduce the length of microcracks on the stabilizer bar’s surface. This effect was confirmed during comparative metallographic tests of not shot – peened and shot – peened stabilizer bars. After shot peening, the analysed stabilizer bar reached a fatigue strength which exceeded the limits set by the manufacturer.

4

Wpływ obróbki strumieniowo-ściernej i kulowania na wytrzymałość zmęczeniową stali konstrukcyjnych

Miková K., Guagliano M., Trško L., Bokůvka O., Żórawski W., Nový F.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 1

3--6

PL

Proces obróbki strumieniowo-ściernej jest najczęściej stosowaną metodą przygotowania powierzchni bezpośrednio przed procesem natryskiwania cieplnego. Prowadzone są również badania nad innymi metodami, jak: kulowanie, wykorzystanie strumienia wody, obróbka laserowa lub chemiczna. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wpływu obróbki strumieniowo-ściernej i kulowania na wytrzymałość zmęczeniową stali X70 oraz C45. Wyniki badań wytrzymałości zmęczeniowej obydwu stali wykazały pozytywny wpływ umocnienia warstwy wierzchniej w efekcie obróbki kulowaniem oraz obróbki strumieniowo-ściernej, co spowodowało podwyższenie ich granicy wytrzymałości zmęczeniowej.

EN

Shot blasting process is the most often used method of surface preparation directly before metallic spraying process. There are some investigations of other methods such as: shot-peening, water stream process, laser treatment or chemical treatment. In the paper are presented results of experimental tests of the effect of shot-blasting and shot-peening on the fatigue strength of X70 and C45 steels. Results of fatigue strength tests for both steels proved a positive effect of the surface layer strengthening as a result of shot-peening and shot-blasting processes involved higher fatigue strength limits.

5

Wpływ kulowania na wybrane właściwości mechaniczne azotowanej stali 41CrAlMo7

Mońka G., Michalski J., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 1

7--13

PL

W artykule opisano metodę podwyższania zmęczeniowej wytrzymałości stykowej z przeznaczeniem do zastosowania w produkcji kół zębatych. Badania przeprowadzono na stali 41CrAlMo7 po ulepszaniu cieplnym, azotowaniu i dwukrotnym kulowaniu. Na szczególne podkreślenie zasługuje połączenie technologii azotowania z technologią kulowania. Zarówno technologia azotowania, jak i kulowania zostały znacząco zmienione i różnią się od klasycznych rozwiązań. Azotowanie prowadzono w taki sposób, aby na powierzchni nie pojawiły się warstwy azotków żelaza ε i γ’. Kulowanie realizowano dwustopniowo przy różnych parametrach. W wyniku połączenia zmodernizowanych procesów powstała technologia, która umożliwiła uzyskanie wartości stykowej wytrzymałości zmęczeniowej porównywalnej z otrzymywaną po nawęglaniu lub hartowaniu indukcyjnym. W pracy podano opisy procesów technologicznych, metodykę i zakres badań oraz uzyskane wartości stykowej wytrzymałości zmęczeniowej. Podano także wartości innych właściwości warstwy wierzchniej, jak: chropowatość, twardość, stan i rozkład naprężeń własnych, wytrzymałość zmęczeniową w układzie zginania obrotowego i wyniki badań tribologicznych.

EN

The method of the raising of the contact fatigue strength with destination of production of gears was described. Tests were done on steel 41CrAlMo7 after quenching and tempering, nitriding and 2-steps shot-peening. Specially emphasised is the join of nitriding with shot peening. The processes of nitriding and shot-peening were modernised and are different of classical processes. Nitriding were done in a way without layer of iron nitrides ε and γ’. Shot-peening was realized in 2-steps each with different parameters. As a result of the join of modernised processes the new technology was created which achieved the contact fatigue strength compared with achieved after carburisation or induction hardening. The descriptions of technological processes, methodology, range of investigations and results of contact fatigue strength were presented. Also were showed the values of other properties of surface layer such as surface roughness, hardness, state and distribution of residual stresses, fatigue strength in rotation bending and results of tribological tests.

6

Investigations on the machine parts treatment by non-bound blast particles

Stotsko Z. A., Stefanovych T. O.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 49, nr 2

440--459

EN

Purpose: of this paper is development of the mathematical models of the methods of treatment by non-bound blast particles. Analysis of non-bound blast particles behavior is carrying out for modeling. The operating factors such as geometrical parameters of a nozzle, distance to the treated surface, and pressure of compressed air and outlet factors such as level of strengthening, depth of hardened layer are determined. It is proposed to put into basis of the mathematical models the energy conception that permits the unification and simplification of mathematical description of the processes. The level of strengthening, and depth of hardened layer are estimated for the plain surfaces by means of created mathematical models. Design/methodology/approach: The main methods used for the theoretical research are mathematical modelling, integral calculus, fundamentals of analytic geometry, probability theory, hydraulics of multiphase flow. The main methods used for the experimental investigations were conducted by receiving diagrams of surface roughness, microhardness of the oblique slices of the treated samples, speckle interferograms of the surfaces treated with the use of non bound blast particles. Findings: Method of mathematical modeling for treatment by non-bound blast particles is developed based on the energy conception. Mathematical model is created that allows calculating the characteristics of surface quality depending on the technological modes of the treatment. Research limitations/implications: It is planned to develop and improve the mathematical models in future research by extending them for the curvilinear treated surfaces, which has movement relative to the nozzle. Practical implications: has the applied software, elaborated on the basis of the models, that allows providing for automation of calculations of the characteristics of surface quality depending on the technological modes of the treatment. Originality/value: It is pioneered receiving functional dependences between the depth of hardening layer, changing of microhardness, degree of hardening and the parameters of equipment, blast, and working medium. Created functional dependences takes into account the distribution of characteristics of working medium (mass and velocity) all along the cross-sections of the blast.

7

Ensuring uniformity of strengthening for machine parts surfaces by shot-peening

Stotsko Z. A., Stefanovych T. O.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

440--447

EN

Purpose: of this paper is developing the mathematical models of shot-peening, in which is reflected moving shot-peening head or machine parts surfaces during treating that will achieve uniformity of treatment machine parts. Design/methodology/approach: The main methods used for the theoretical research are mathematical modelling, integral calculus, fundamentals of analytic geometry, probability theory. It is used approved enough and well known numerical methods for calculations after mathematical models. Findings: Method of mathematical modeling for shot-peening is developed based on the energy conception. Mathematical model in which is reflected moving shot-peened head or machine parts surfaces during treating is created. It allows forecasting the characteristics of surface quality depending on the technological modes of treatment. Research limitations/implications: It is planned developing and improving the methods of shot-peening mathematical modeling in future research by extending theirs for the curvilinear treated surfaces, which has movement relative to the nozzle of shot-peening head after the different laws of motion, and for different kinds of materials, especially for metal joint endoprosthesis biomaterials. Practical implications: has the applied software, elaborated on the basis of the models, that allows providing for automation of calculations of the characteristics of surface quality depending on the technological modes of treatment. Originality/value: It is pioneered receiving functional dependences in which is reflected moving shot-peened head or machine parts surfaces during treating. Created functional dependences takes into account the distribution of characteristics of working medium (mass and velocity) all along the cross-sections of shot blast.

8

Effect of electrolytic plating and shot-peening on fatigue properties in the ultra-high cycle regime

Ulewicz R., Novy F., Bojanowicz P.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2010

|

Vol. 15, no 2

563-570

EN

This work presents information about the influence of shot-peening, nickel and chromium galvanic metallization on the fatigue properties of S235JRG2 steel in the ultra-high-cycle region of loading […] obtained at high-frequency fatigue testing […]. Shot-peening is a technological process during which the surface layer is exposed to plastic deformation which is caused by high speed shooting using small metallic or ceramic particles. Galvanic metallization by nickel deposition is one of the most thorough processes of surface finish and has many applications, mostly decorative-protective and technical ones. Technical coatings are used in order to modify the proprieties of the surface that is being covered for protection against corrosion but also in order to increase the hardness and resistance to wear. The coatings produced by galvanic metallization increase corrosion resistance but in doing so, they introduce tensile stresses into the surface layer which act negatively on fatigue proprieties. Nickel is employed for the production of final coatings or it can be used for the production of inter-layers in chrome galvanic metallization.

9

Badanie możliwości połączenia technologii długookresowego wymrażania i kulowania stali narzędziowej do pracy na gorąco W300

Ciski A., Nakonieczny A., Babul T.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 2

3-9

PL

W publikacji przedstawiono wybrane wyniki badań właściwości stali narzędziowej do pracy na gorąco poddanej łączonym procesom głębokiego wymrażania długookresowego i kulowania. Próbki ze stali Böhler W300 poddano różnym wariantom obróbki polegającej na ulepszaniu cieplnym oraz dodatkowym kulowaniu, głębokim wymrażaniu długookresowym oraz kombinacji tych obróbek. Badania 'obejmowały obserwacje metalograficzne, pomiary twardości powierzchni wyznaczenie profili twardości na przekrojach, pomiary stanu i wartości naprężeń własnych oraz wyznaczenie odporności na zużycie przez tarcie w wysokiej temperaturze. Wyniki badań laboratoryjnych wsparto badaniami eksploatacyjnymi rzeczywistych wkładek matrycowych, przeprowadzonymi w warunkach przemysłowych.

EN

The influence of cryogenic treatment on properties of shot-peened hot work tool steel was studied and selected results are presented. Various processing modes, consisted in shot-peening, cryogenic treatment or combinations of the above treatments, were applied for Böhler W300 steel specimens. Surface hardness, cross-section hardness profiles, state of internal stresses and wear at elevated temperature as basic material properties were measured and evaluated. Results of the laboratory investigations were additionally supported by industrial testing of the real hot working die inserts.

10

Usługowe technologie obróbki cieplnej narzędzi i części maszyn dla małych i średnich przedsiębiorstw

Ciski A., Kowalski S., Łataś Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

nr 2

38-44

PL

W publikacji przedstawiono możliwości techniczno-technologiczne Centrum Obróbki Cieplnej IMP w zakresie świadczenia usług obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej narzędzi i części maszyn na rzecz małych i średnich firm produkcyjno-handlowych. Przedstawiono w oparciu o własne badania rozwojowe nowe możliwości technologiczne w szczególności połączonych procesów azotowania i kulowania z głębokim, długookresowym wymrażaniem do temperatury -180°C. Omówiono wyniki badań dla stali narzędziowych, stopowych, poparte przemysłowymi badaniami eksploatacyjnymi, oraz wpływu wymrażania, zastosowanej kombinacji procesowej, na własności warstw po azotowaniu i kulowaniu.

EN

Technical and technological potential of IMP Heat Treatment Center to provide services for tools and machine parts for small and medium enterprises is presented. New technological abilities, especially for merged processes of nitriding and shot-peening with cryogenic treatment in temperatures down to -180°C, which have been developed on the basis of IMP's own research are shown. Results supported by industrial operation research for the tool alloyed steels are discussed. There is also discussion on the influence of cryogenic treatment and its combination with above mentioned processes on properties nitrided and shot-peened layers.

11

Zastosowanie dynamicznej powierzchniowej obróbki plastycznej - kulowania w przemyśle obronnym

Nakonieczny A., Mońka G.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 3

3-11

PL

Opisano metody dynamicznej obróbki plastycznej części maszyn ze szczególnym uwzględnieniem technologii kulowania (shot-peening). Przedstawiono rodzaje urządzeń, media oraz metody kontroli procesów wraz z omówieniem najnowszych sposobów kontroli stopnia pokrycia kulowanej powierzchni za pomocą płynów fluoroscencyjnych firmy Dyscan. Objaśniono istotę umacniania powierzchni obrabianego metalu w wyniku poddania jej wielokrotnym plastyczno-sprężystym odkształceniom. Wykazano, że w rezultacie obróbki zmienia się stan warstwy wierzchniej i właściwości użytkowe. Ostateczny efekt obróbki zależy od stanu warstwy wierzchniej obrabianego materiału i parametrów technologicznych. Przedstawiono główne kierunki rozwoju technologii i stan prac w oparciu o teorię sprężysto-plastycznych odkształceń, jak również wyniki badań z prac realizowanych IMP dla przemysłu obronnego.

EN

The dynamic surface plastic treatment methods of machine parts with special consideration of the shot peening technology are described. The equipment types and process control methods with innovative techniques of coverage degree inspection of shot-peened surfaces with Dyscan fluoroscopic fluids are presented. The principle of surface strengthening of treated metal resulting from its multiple plastic-elastic straining is explained. It is shown that shot-peening substantially modifies the state of treated surface lager and its operational properties. The final treatment effect depends on the state of surface lager of treated material and on the technological parameters of shot peening process. State of the art of works based on plastic-elastic strains theory and main directions of technological development are presented. Investigation results of works realized by the Institute of Precision Mechanics for armament industry are also shown.

12

Wytrzymałość zmęczeniowa stali 51CrV4 z powerzchniowym odwęgleniem umacnianej nagniataniem strumieniowym

Ciecińska B., Zielecki W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2003

|

Z. 78

79-85

PL

W artykule przedstawiono problemy wytwarzania części maszyn, w których proces kształtowania półfabrykatu (obróbka plastyczna na gorąco) wywołal odwęglenie warstwy wierzchniej. Zwrócono uwagę na negatywny wpływ odwęglania powierzchniowego na wytrzymałość zmęczeniową takich części oraz przedstawiono możliwości przywracania właściwości zmęczeniowych poprzez nagniatanie strumieniowe - pneumokulkowanie.

EN

The paper presents problems of recovery the fatigue strength of machine parts, which is lost in the consequence of used technological process. The researches were executed on cutting of steel 51CrV4 whereupon was identified the decarburization of surface layer as a resultt of molding the half-product. In order bettering the parameters which are important to working the machine parts made from this steel autohors used the shot-peening.

13

Właściwości warstw wytworzonych w procesie obróbek powierzchniowych stali austenitycznej

Jeleńkowski J., Kurzydłowski K.J., Rożniatowski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

505-508

PL

Badano stabilność martenzytu odkształceniowego oraz mikrostrukturę warstwy wierzchniej wytworzonej na stali N26MT2Nb szlifowanej i nagniatanej z różną intensywnością. Wyjściową strukturą w próbkach poddawanych obróbkom powierzchniowym, był austenit oraz struktura austenityczno-martenzytyczna otrzymywana w procesie zwanym zgniotem fazowym (gama<=>alfa). W badaniach metalograficznych, magnetycznych i rentgenograficznych określono wpływ tych obróbek na orientacyjny skład fazowy, grubość i mikrotwardość warstw wierzchnich. Dwufazowe warstwy wierzchnie otrzymane przy szlifowaniu podłoża austenitycznego były grubsze niż na podłożu martenzytyczno-austenitycznym. Nagniatanie podłoża austenitycznego prowadziło do powstania grubych warstw wierzchnich zawierających pory i pęknięcia, natomiast nagniatanie struktury dwufazowej sprzyjało przemianie pewnej ilości martenzytu w austenit pod wpływem zgniotu jak i ciepła pracy mechanicznej co mogło być jedną z przyczyn porowatości i pęknięć w tej warstwie.

EN

The paper is devoted to the investigation of the stability of deformation martensite as well to the examination of the surface layers produced on N26MT2Nb steel during grinding and shot-peening with variable intensity. The initial structure of the specimens subjected to surface treatments consisted of austenite or it was an austenitic-martensitic structure appearing as a result of internal work hardening (gamma<=>alpha'). By means of metallographic, magnetic and X-ray examination the influence of the above treatments on the approximate phase composition as well as on thickness and microstructure of surface layers was determined. The two-phase surface layers obtained by grinding an austenitic material were thicker then those produced on an austenitic-martensitic structure, but in both cases no defects of microstructure were visible. Shot-peening of an austenitic structure resulted in the formation of thick surface layers, containing pores and, probably, cracks. In the case of a two-phase structure, shot-peening favored the transformation of some portion of martensite into austenite under the influence of work hardening and of the formed energy evolving from mechanical work; this was probably one of the reasons for the appearance of porosity and cracks in this layer.

14

The influence of hot-crack and shot-peening on fatigue behovior of butt-welded joint from 5083 aluminium alloy

Živković D.

Tribologia

|

2002

|

nr 1

365-375

EN

There are lot of data about fatigue properties of high-strength aluminum alloys in the literature. Usually published data refer to mechanical properties of welded joints without defects. This article treats the influence of crater hot-crack and shot-peening on the fatigue behavior of aluminum alloy 5083 welded joints. The research results show the considerable influence of crater hot-cracks on fatigue behavior of butt welded joints from aluminum alloy 5083. The welded specimens with crater hot-crack have 60-70% reduction in fatigue strength at 10(6) cycles compared to welded joints without welding defects. Similarly the results of shot-peening tests show the essentiality increase of fatigue strength. The fatigue strength increases for about 60%(10(5)), and 90% (10(6)) respectively. That means the fatigue strength of but welded joint with crater hot-crack is 40% lower compearing to fatigue strength of the weld without cracks [L. 1].

PL

W literaturze spotyka się dużą liczbę danych na temat zmęczenia stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości. Zwykle jednak publikacje dotyczą właściwości mechanicznych połączeń spawanych bez defektów. Niniejszy artykuł dotyczy wpływu pęknięć spawalniczych w spoinie oraz obróbki śrutowaniem na wytrzymałość zmęczeniową czołowo spawanych połączeń elementów ze stopu aluminium 5083. Wyniki badań wykazują znaczny wpływ pęknięć spoiny - powodują one obniżenie jej wytrzymałości zmęczeniowej o 60-70% (10 (do potęgi 6-tej) cykli) w porównaniu z sytuacją braku takich defektów. Wykazano, że śrutowanie spoiny z pęknięciem spawalniczym pozwala na polepszenie jej wytrzymałości zmęczeniowej o 60% (10 (do potęgi 5-tej) cykli) i 90% (10 (do potęgi 6-tej) cykli). Oznacza to, że po śrutowaniu wytrzymałość zmęczeniowa spoiny czołowej, w której stwierdzono pęknięcie, jest 40% mniejsza od wytrzymałości spoiny bez takich defektów [L. 1].