مقایسه آماری عمر خستگی فولاد Ck45 آهنگری‌شده در شرایط نرماله، کوئنچ و تمپرشده با شرایط کوئنچ و تمپرشده

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 4، دوره 21، شماره 2، شهریور 1389   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v21i2.10738

نویسندگان

احد ضابط^* ؛ حسین حیدری؛ جواد برادران

ایرانی

چکیده

در فرآیند تولید، نرمال کردن معمولاً پس از عملیات آهنگری و قبل از عملیات کوئنچ و تمپر بر روی قطعات صنعتی انجام می‌شود. این عملیات موجب یکنواخت و ریز شدن ریزساختار می‌گردد. با توجه به تأثیر کم عملیات نرماله بر خواص مکانیکی فولاد Ck45 آهنگری، کوئنچ و تمپرشده و ضرورت کاهش هزینه‌های تولید، حذف این عملیات پس از آهنگری مطلوب به نظر می رسد. نتایج بررسی‌های ریزساختاری، سختی‌سنجی و آزمایش کشش، تأثیر بسیار کم عملیات نرماله را بر خواص یاد شده تأیید می‌نمایند. لکن خواص خستگی از اهمیت بالائی برخودار می باشد که موضوع اصلی این تحقیق است. عمر خستگی قطعات در حالت آهنگری، کوئنچ و تمپرشده و حالت آهنگری، نرماله، کوئنچ و تمپرشده مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 64 آزمون خستگی خمشی دورانی (R=-1) در چهار دامنه تنش مختلف انجام شد. این آزمایشات در تنش‌های متوسط به بالا، 59/0 تا 68/0 برابر استحکام کششی، انجام شد. متوسط عمر نمونه‌های نرماله، کوئنچ و تمپرشده در دامنه تنش‌های 508، 516، 534 و 583 مگاپاسکال به ترتیب برابر با 261هزار، 194هزار، 119هزار و 54هزار سیکل و متوسط عمر نمونه‌های کوئنچ و تمپرشده در تنش‌های یاد شده به ترتیب برابر با 209هزار، 138هزار، 101هزار و 46هزار سیکل بود. مقایسه نتایج در هر دامنه تنش نشان دهنده متوسط عمر بیشتر نمونه‌های نرمال شده می‌باشد لکن به خاطر تعداد محدود نمونه ها در هر سطح تنش آزمون واریانس، اختلاف معنی‌داری را میان عمر خستگی در دو حالت عملیات حرارتی تأیید نمی‌نماید. در واقع توان آزمون آماری در تشخیص اختلاف بین متوسط طول عمر کم است. از این رو، نویسندگان مقاله روشی را برای هم‌ارزسازی نتایج چهار سطح تنش پیشنهاد نموده و پس از هم‌ارز‌ نمودن، تمام نتایج را در یک آزمون میانگین با واریانس نامعلوم و توان بیشتر مقایسه کردند. نتیجۀ آزمون واریانس در این حالت حاکی از اختلاف میانگین دو جامعه در سطح معنی دار 5% بوده و عمر متوسط خستگی قطعات نرمال شده حداقل 18% بیش‌تر از عمر قطعات نرمال نشده تخمین زده می‌شود.