EFFECT OF PRE-HEAT TREATMENT ON FATIGUE BEHAVIOR OF SEVERE SHOT PEENED AND PLASMA NITRIDED AISI 4140 STEEL

Bu çalışmada, mekanik ve termal yüzey işlemi uygulanmış AISI 4140 düşük alaşımlı çeliğin yorulma davranışı üzerinde ön ısıl işlem uygulamalarının (tavlama, normalizasyon, yağda su verme, temperleme) etkisinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Plastik olarak deforme olmuş, aşırı derecede inceltilmiş ve yönlendirilmiş taneli tabaka aşırı bilyalı dövme yoluyla elde edilmiş ve darbeli plazma nitrürleme ile yüzey jiziksle ve mekanik özellikleri iyileştirilmiştir. Numuneler, optik, taramalı elektron mikroskopisi, X-ışını kırınımı ve yarı yükseklik pik genişliği (YYPG) analizi ile karakterize edilmiş olup, yüzey topoğrajfvası farklı ön-ısıl işlemler altındaki numunelerin yorulma davranışlarını belirlemeden önce yüzey pürüzlülüğü ölçümleri ile incelenmeye çalışılmıştır. Sonucçlar, bilyalı dövme ve plazma nitrürleme kombinasyonun tüm numunelerde yorulma dayanımın iyileştirdiği hatta tavlanmış ve normalizasyon ısıl işlemi görmüş numunelerin yorulma limitlerini sadece temperlenmiş numunelerle kıyaslanabilir seviyelere iyileştirmiştir.

ÖN ISIL İŞLEMİN BİLYALI DÖVÜLMÜŞ VE PLAZMA NİTRÜRLENMİŞ AISI 4140 ÇELİĞİNİN YORULMA DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

PDF

___

[l] Widmark, M., Melander, A., "Effect of material, heat treatment, grinding and shot peening on contact fatigue life of carburised steels," International Journal ofFatigue, Vol. 21, pp. 309-327, 1999.
[2] Czerwinski, ., Heat Treatment- Conventional and Novel Applications Croatia: lnTech, 2012.
[3] Mylonas, G. 1., Labeas, G., "Numerical modelling of shot peening process and corresponding products: Residual stress, surface roughness and cold work prediction," Surface and Coatings Technology, Vol. 205, pp. 4480—4494, 2011.
[4] Amanov, A., Pyun, Y.—S.,Sasaki, S., "Effects of ultrasonic nanocrystalline surface modification (UNSM) technique on the tribological behavior of sintered Cu—based alloy," Tribology International, Vol. 72, pp. 187-197, 2014.
[5]Unal, 0., "Optimization of shot peening parameters by response surface methodology," Surface and Coatings Technology, Vol. 305, pp. 99— 109, 2016.
[6] Unal, O., Zulcic, I., Varol, R., Karademir, I., Ates, S., "Novel Type Shot Peening Applications on Railway Axle Steel," Journal of Mineral Metal and Material Engineering, Vol. 2, pp. 1—5, 2016.
[7] Unal, O., Varol, R., "Surface Nanostructuring of AISI 1017 by Severe Shot Peening," Research and Reports on Metals, Vol. 1, pp. 1—4, 2017.
[8] Hassani—Gangaraj, S. M., Moridi, A., Guagliano, M.,Ghidini, A., "Nitriding duration reduction Without sacrifıcing mechanical characteristics and fatigue behavior: The benefıcial effect of surface nanocrystallization by prior severe shot peening," Materials Design, Vol. 55, pp. 492—498, 2014.
[9] Lin, Y., Lu, J., Wang, L., Xu, T., Xue, O., "Surface nanocrystallization by surface mechanical attrition treatment and its effect on structure and properties of plasma nitrided AISI 321 stainless steel," Acta Materialia, Vol. 54, pp. 5599—5605, 2006.
[10] Shen, L., Wang, L., Wang, Y., Wang, C., "Plasma nitriding of AISI 304 austenitic stainless steel with pre-shot peening," Surface and Coatings Technology, Vol. 204, pp. 3222-3227, 2010.
[ll] Starke, P., Walther, F., Eifler, D., "New fatigue life calculation method for quenched and tempered steel SAE 4140," Materials Science and Engineering: A, Vol. 523, pp. 246-252, 2009.
[12] Bagherifard, S., Fernandez Pariente, I., Ghelichi, R., Guagliano, M., "Fatigue properties of nanocrystallized surfaces obtained by high energy shot peening," Procedia Engineering, Vol. 2, pp. 1683- 1690,2010.
[13] Bagherifard, S., Guagliano, M., "Fatigue behavior of low—alloy steel with nanostructured surface obtained by severe shot peening," Engineering Fracture Mechanics, Vol. 81, pp. 56-68, 2012.
[14] Mikovâ, K., Bagherifard, S., Bokuvka, O., Guagliano, M., Trsko, L., "Fatigue behavior of X70 microalloyed steel after severe shot peening," International Journal ofFatigue, Vol. 55, pp. 33-42, 2013.
[15] Wang, Y. Y., Sun, X., Wang, Y. D., Hu, X. H., Zbib, H. M., "A mechanism—based model for deformation twinning in polycrystalline FCC steel," Materials Science and Engineering: A, Vol. 607, pp. 206-218, 2014.
[16] Unal, 0., Varol, R., "Surface severe plastic deformation of AISI 304 via conventional shot peening, severe shot peening and repeening," Applied Surface Science, Vol. 351, pp. 289-295, 2015.
[17] Lv, Y., Lei, L., Sun, L., "Effect of shot peening on the fatigue resistance of laser surface melted 20CrMnTi steel gear," Materials Science and Engineering: A, Vol. 629, pp. 8-15, 2015.
[18] Ebrahimi, M., Sohi, M. H., Raouf, A. H., Mahboubi, ., "Effect of plasma nitriding temperature on the corrosion behavior of AISI 4140 steel before and after oxidation," Surface and Coatings Technology, Vol. 205, pp. 261-266, 2010.
[19] Çelik, A., Karadeniz, S., "Improvement of the fatigue strength of AISI 4140 steel by an ion nitriding process," Surface and Coatings Technology, Vol. 72, pp. 169-173, 1995.