مطالعۀ اثر ریزساختار و اندازۀ دانۀ فولاد AISI1045 بر میزان سخت شدگی سطح طی فرآیند سنگ زنی عمیق با راندمان بالا

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 7، دوره 26، شماره 2 - شماره پیاپی 12، شهریور 1394، صفحه 89-105   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum_mech.v26i2.46921

نویسندگان

حمیدرضا فضلی شهری؛ علی اکبر اکبری^*

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

هدف این مطالعه بررسی تأثیر ریزساختار فولاد و اندازۀ دانه بر میزان سخت شدگی سطحی پس از فرآیند سنگ زنی عمیق با راندمان بالا است. نمونه‌هایی با ریزساختارها و اندازۀ دانه های مختلف طی عملیات حرارتی خاص آماده سازی و عملیات سنگ زنی با شرایط ثابتی روی آنها انجام شده است. پس از اتمام فرآیند، سختی سطح قطعات اندازه گیری شد و پس از مقایسه با مقادیر سختی اولیه مشاهده شد که میزان سخت‌شدگی سطحی به ریزساختار مواد و سختی اولیه آنها وابسته است. با افزایش سختی اولیه در نمونه ها تا یک حد بحرانی، میزان سخت‌شدگی سطحی طی فرآیند سنگ زنی افزایش می یابد. اما با افزایش سختی اولیۀ نمونه ها و گذر از حد بحرانی مذکور، میزان سخت-شدگی سطحی کاهش می یابد. هم‌چنین مشاهده گردید اندازۀ دانۀ ریزساختار با سختی سطح نمونه پس از فرآیند سنگ زنی رابطۀ قابل ملاحظه ای دارد. هر چه اندازۀ دانۀ ریزساختار کوچک‌تر باشد میزان سخت شدگی بیشتری مشاهده می گردد. این روند به‌طور مشابه برای نمونه های نورد شده نیز مشاهده گردید، به طوری که سنگ زنی در راستای دانه های کشیده شده، سخت شدگی نسبتاً بیشتری را نسبت به سنگ زنی در راستای عمود بر جهت دانه های نورد شده پدید می آورد.

کلیدواژه‌ها

سنگ زنی عمیق با راندمان بالا؛ سخت شدگی سطحی؛ ریزسختی؛ ریزساختار؛ دمای سطح قطعه کار؛ زبری سطح

مراجع

1. Zurita, O. and Moreno, D., "Superficial hardening in the plane grinding of AISI 1045 steel", Journal of Materials Engineering and Performance, pp. 300-302, (2003).

2. Stephenson, J., "Physical basics in grinding", First European Conference on Grinding, Vol. 38,

No. 4, pp. 13-21, (2003).

3. Singal, R., "Fundamentals of machining and machine tools", I. K. International Pvt Ltd, Vol. 22,

No. 2, (2009).

4. Sines, R., "Hardness measurements for the determination of residual stresses", A.S.T.M. Bull,

pp. 35-37, (1982).

5. Noyan, J., "Residual stresses in materials", Am. Sci., Vol. 79, pp. 142-53, (1991).

6. Werner, G., Tawakoli, T., Mayr, P., Speicher, V. "Compressive residual stress in creep-feed ground work surface", SME Technical Paper, pp. 86-95, (1986).

7. Wegst, C., "Key to steel", 18th Edition: Stahlschlüssel Wegst, (1998).

8. Xie, Z., Moon, J., Hoffman, M., Munroe, P. and Cheng, Y., "Role of microstructure in the grinding and polishing of α-sialon ceramics", Journal of the European Ceramic Society Vol. 23, No. 2, pp. 852-857, (2003).

9. Tottle, C., "An encyclopedia of metallurgy and materials", (1984).

10. Lawn, W., "Review Indentation Fracture: Principles and Applications," J. Mat. Sci, Vol. 10, (1975).

11. Kyung-Mox Cho, S., Nutt, S. and Duffy, J., "Adiabatic shear band formation during dynamic torsional deformation of an HY-100 Steel", Acta metall, Vol. 41, pp. 923-932, (1993).

12. Shaw, M., "Cutting and Grinding of Difficult Materials", Technical paper presented at the Abrasive Engineering Society, Ceramic Industry Manufacturing Conference and Exposition, Pittsburgh, PA, (1995).

13. Barbacki, M. and Hamrol, A., "Turning and grinding as a source of microstructural changes in the surface layer of hardened steel", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 133, pp. 21-25, (2003).

14. Komanduri, R., "On the Mechanisms of Material Removal in Fine Grinding and Polishing of Advanced Ceramics and Glasses, in Advancement of Intelligence Production", The Japan Society for Precision Engineering, Annals of CIRP, 45 (1), pp. 509-514, (1996).

15. Tawakoli, T., "High efficiency deep grinding, Technology, process, planning and application ", Mechanical Engineering Publication; , London, (1993).

16. Poggi, J., "The influence of surface finish and strain hardening on near surface residual stress on tool steel", Wear, Vol. 149, pp. 209-20, (1991).

17. Brinksmeier, E., Preuß, W., Riemer, O. and Malz, R., "Ductile to Brittle Transition Investigated by Plunge-Cut Experiments in Monocrystalline Silicon", Proceedings of the Spring Topical Meeting of the ASPE, Cormel-by-the-Sea, USA, pp. 55-58, (1998).

18. Lawn, B., "Fracture of Brittle Solids", Cambridge University Press, New York, Vol. 2, (1993).

19. Ioan, M., Marinescu, D., Uhlmann, E., Rowe, B. and Inasaki, I., "Machining with grinding wheels", Vol. 72, USA: CRC Press, (2007).