AISI 1045 çeliğinin yorulma davranışı üzerinde mekanik yüzey işleminin etkisi

Abstract

Bilyeli Parlatma (Deep Rolling), genellikle çelik ve demir dışı metallere (özellikle Al ve Ti alaşımları) uygulanabilen mekanik bir işlemdir. Bu çalışmada, AISI 1045 çeliğin yorulma davranışı üzerinde farklı basınçlardaki (100, 200 ve 300 bar) Bilyeli Parlatma (DR)'nin etkisi araştırıldı. Bilyeli Parlatma uygulanmış numuneler, oda sıcaklığında döner eğilmeli testler kullanılarak dinamik olarak deforme edildi ve referans bir durum olarak göz önüne alınan yüzey işlemi yapılmamış numunelerle mukayese edildi. Yorulma test sonuçları işlemsiz numuneler ile mukayese edildiğinde, farklı basınçlarda uygulanan Bilyeli Parlatma işleminin, yorulma limitini ve yorulma ömrünü önemli şekilde geliştirdiğini göstermektedir. Diğer taraftan, farklı Bilyeli Parlatma işlem basınçlarında elde edilen yorulma ömürlerinin farklı olduğu, yorulma limitlerinin ise aynı olduğu tespit edilmiştir. Yorulma davranışlarındaki bu gelişim, mekanik yüzey işleminin sebep olduğu soğuk deformasyon, artan yüzey sertliği ve yüzeye yakın bası artık gerilmelerinin bir sonucu olabilir.

Deep Rolling (DR) is a mechanical treatment that may applied usually to steel and nonferrous metals (particularly Al and Ti alloys). In this work, the effect of Deep Rolling in different pressures (100, 200 and 300 bar) on the fatigue behaviour of AISI 1045 steel was investigated. Deep Rolled specimens were cyclically deformed at room temperature using rotating bending tests and compared to the non-surface treated specimens as a reference state. As the results of fatigue tests, Deep Rolling can significantly enhance the both fatigue limit and fatigue life as compared to non-surface treated specimens for each pressure value of the ball burnishing while fatigue limits of specimens treated by different pressures were almost equal to each other. This improvement of fatigue behaviours may be due to near surface compressive residual stresses as well as cold hardening and increased hardness induced by mechanical surface treatment (Deep Rolling).