Fatigue of a circular saw made of tool steel and used in metal industry to cut, in particular, metal bars and pipes is investigated in this study. Due to having a small tooth root radius, the circular saw is much more likely to get crack damage at the tooth root region. Radial and tangential forces are also effective at this region for fatigue crack initiation. In high cutting speeds and feed rates of the circular saw, higher stress concentration occurs particularly at that region. To examine the fatigue and failure in the circular saw, specimens used in an experiment are prepared from a damaged circular saw are subjected to different mechanical tests. In the theoretical study, stress and fracture behaviour of the saw is determined by the finite element method. Results and causes of the failure are assessed and compared.
PL
Przedmiotem badań jest wytrzymałość zmęczeniowa piły tarczowej wykonanej ze stali narzędziowej i przeznaczonej do pracy w przemyśle metalurgicznym, w szczególności do cięcia prętów i rur. Z powodu niewielkiego promienia zaokrąglenia podstawy zęba tarczy, piły narażone są na pęknięcia właśnie w tym obszarze. Na rozwój procesu pękania mają wpływ obciążenia promieniowe i styczne zęba. Tu występuje największa koncentracja naprężeń przy znacznych prędkościach obrotowych tarczy i dużego tempa posuwu. Do przeanalizowania procesu zmęczenia piły użyto próbek wypreparowanych ze zniszczonego narzędzia i poddano je licznym testom mechanicznym. Równolegle przeprowadzono symulacje teoretyczne za pomocą Metody Elementów Skończonych. Przyczyny i wyniki ilościowe dotyczące zniszczenia zmęczeniowego wyznaczono na podstawie obydwu metod badawczych i następnie je porównano.
W pracy przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych oraz analizę rozwoju pęknięć w stali 40H poddanej różnym obróbkom cieplnym: ulepszaniu cieplnemu, hartowaniu indukcyjnemu, hartowaniu laserowemu. Testy wytrzymałości zmęczeniowej przeprowadzono przy dwustronnym zginaniu w ruchu obrotowym. Pozwoliły one na określenie wpływu hartowania laserowego, w tym rozmieszczenia laserowych ścieżek hartowniczych na zmęczeniowe niszczenie materiału będącego przedmiotem badań. Przeprowadzone badania topografii przełomów z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej skaningowej i transmisyjnej (badania elektronooptyczne techniką replik), pozwoliły określić ogniska inicjacji pęknięć, charakter pękania oraz mechanizmy i zjawiska jakie towarzyszą procesom destrukcji zmęczeniowej materiału.
EN
Results of fatigue investigations and analyse of fracture crack expansion in 40H steel after different methods of heat treatment: quenching and tempering, induction hardening, laser hardening are presented in the paper. Test of strength fatigue were realized by twotwice bend in rotary motion. They gave designation influence of laser hardening (and especially distribution of laser hardened tracks) on fatigue destruction of the investigated material. Presented research of fracture topography with use of scanning and microscopy gave information about hearth and character of cracks initiations and mechanisms and occurrences which accompany destruction advances of fatigue material.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.