Порівняння передових методів для механічної поверхневої обробки деталей із нержавіючої сталі

Автор(и)

  • Дмитро Лесик КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна
  • С. Сояма Університет Тохоку, Сендай, Японія, Японія
  • Б. Мордюк Інститут металофізики імені Г. В. Курдюмова НАН України, Україна
  • Віталій Джемелінський КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна
  • A. Lamikiz Університет Країни Басків, Більбао, Іспанія, Іспанія

DOI:

https://doi.org/10.20535/2409-7160.2021.XXII.240462

Ключові слова:

Деформаційне зміцнення, шорсткість, твердість, залишкові напруження, лазерна ударна обробка, кавітаційна обробка у воді, дробостуминна обробка у воді, ультразвукова ударна обробка

Анотація

В даній роботі порівнюються різні методи механічної поверхневої обробки для поліпшення властивостей аустенітної нержавіючої сталі 08Х18Н10. Досліджено вплив лазерної ударної обробки (LSP), кавітаційної обробки у воді (WjCP), дробоструминної обробки у воді (WjSP) та ультразвукової ударної обробки (UIT) на шорсткість, твердість та залишкові напруження поверхні. Результати показують, що в порівнянні з необробленими зразками (Ra = 3,06 мкм), всі використані методи деформаційного зміцнення демонструють зменшення параметрів шорсткості поверхні. Хвилястий регулярний мікрорельєф з найменшим параметром Ra утворюється після ультразвукової обробки. Твердість поверхні (22,1 HRC5) збільшилася на 30,7%, 38,4%, 69,6% та 73,2% відповідно після LSP, WjCP, WjSP та UIT обробки. Всі методи зміцнення викликають залишкові напруження стиснення (варіювалися від –377 МПа до –693 МПа) в приповерхневому шарі. Передбачається, що застосовані обробки можуть підвищити зносостійкість/корозійну стійкість і втомну міцність в досліджуваній сталі.

Посилання

  1. Azhari, A., Sulaiman, S, Rao, A.K.P. (2016), A review on the application of peening processes for surface treatment, Proc. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng., Vol. 114, pp. 012002.
  2. Iswanto, P.T., Maliwemu, E.U.K., Malau, V., Imaduddin, F., Sadida H.M. (2020), Surface roughness, hardness, and fatigue-corrosion characteristic of AISI 316L by shot peening, Metalurgija, Vol. 59, pp. 183–186.
  3. Soyama, H. (2019), Comparison between the improvements made to the fatigue strength of stainless steel by cavitation peening, water jet peening, shot peening and laser peening, J. Mater. Process. Technol., Vol. 269, pp. 65–78.
  4. Starman, B., Hallberg, H., Wallin, M., Ristinma, M., Halilovič, M. (2020), Differences in phase transformation in laser peened and shot peened 304 austenitic steel, Int. J. Mech. Sci., Vol. 176, 105535.
  5. Lesyk, D.A., Mordyuk, B.N., Dzhemelinskyi, V.V., Prokopenko, G.I., Dаnylеikо, O.O. (2018), Influence of ultrasonic impact treatment on surface topography and microstructure of AISI 321 stainless steel, Sci. Re-view, Vol. 2/3(10), pp. 3–8.
  6. Mannens, R., Uhlmann, L., Lambers, F., Feuerhack, A., Bergs, T. (2020), Surface integrity of AISI 52100 bear-ing steel after robot-based machine hammer peening, J. Manuf. Mater. Process., Vol. 4, 61.
  7. Lesyk, D.A., Soyama, H., Mordyuk, B.N., Dzhemelinskyi, V.V., Martinez, S., Khripta, N.I., Lamikiz, A. (2019), Mechanical surface treatments of AISI 304 stainless steel: Effects on surface microrelief, residual stress, and microstructure, J. Mater. Eng. Perform., Vol. 28, pp. 5307–5322.
  8. Gill, A., Telang, A., Mannava, S.R., Qian, D., Pyoun, Y.S., Soyama, H., Vasudevan, V.K. (2013), Comparison of mechanisms of advanced mechanical surface treatments in nickel based superalloy, Mater. Sci. Eng. A., Vol. 576, pp. 346–355.
  9. Gujba, A.K., Medraj, M. (2014), Laser peening process and its impact on materials properties in comparison with shot peening and ultrasonic impact peening, Materials, Vol. 7, pp. 7925–7974.
  10. Turski, M., Clitheroe, S., Evans, A.D., Rodopoulos, C., Hughes, D.J., Withers, P.J. (2010), Engineering the re-sidual stress state and microstructure of stainless steel with mechanical surface treatments, Appl. Phys. A, Vol. 99, pp. 549–556.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-09-21

Як цитувати

Лесик, Д., Сояма, С., Мордюк, Б., Джемелінський, В., & Lamikiz, A. (2021). Порівняння передових методів для механічної поверхневої обробки деталей із нержавіючої сталі. Матеріали науково-технічної конференції "Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта", (XXII). https://doi.org/10.20535/2409-7160.2021.XXII.240462

Номер

№ XXII (2021): Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта

Розділ

ПРОГРЕСИВНА ТЕХНІКА І ТЕХНОЛОГІЯ МАШИНОБУДУВАННЯ

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.