تاثیر عملیات حرارتی بر روی مقاومت به خستگی و مقاومت به خوردگی خستگی فولاد 4140

قطعات خودرو اغلب در معرض محیطهای خورنده در سطح جاده ها قرار می گیرند که این محیط ها شامل محیط های نمکی آبی سطح جاده ها می باشد. این شرایط عمر و شکل ظاهری قسمت های تحت تاثیر را به شدت کاهش می دهد. قسمت هایی که از فولاد استحکام بالا ساخته می شوند ویژگی های خوردگی خستگی ضعیقی نشان می دهند و به خوردگی یکنواخت مستعدتر می باشند. در این مطالعه تاثیر عملیات حرارتی بر روی عمر خستگی فولاد 4140 زمانی که در معرض محیط نمکی آبی قرار می گیرد بررسی می شود. وی‍ژگی های مکانیکی مشاهده شده شامل رفتار خوردگی خستگی این فولاد با توجه به ویژگی های میکروساختاری مختلف از عملیات حرارتی فولاد خواهد بود. سختی و ویژگی های کششی فلز مورد تست قبل از آزمایش خستگی مورد بررسی قرار می گیرد. آزمایش های خستگی در دو محیط نمکی و هوا به طور کامل انجام شده و تاثیر محیط خورنده را بر روی عمر خستگی تعیین می کنیم. در ادامه آزمایش های خستگی، سطح شکست را با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت تعیین حالت خستگی مورد بررسی قرار می گیرد. طی فرآیند های مختلف عملیات حرارتی چهار سطح استحکام برای فولاد 4140 بدست آمد و استحکام کششی برای این فولاد در محدوده 679 تا 1853 مگا پاسکال قرار گرفت. فرکانس مورد استفاده برای آزمایش های خوردگی خستگی 1 هرتز می باشد و نسبت تنش برای هر آزمایش مقدار ثابت r=-1 خواهد بود. آزمایش های خوردگی خستگی شامل نمونه های غوطه ور در محلول آبی کلراید سدیم، کلراید کلسیم و کربنات سدیم می باشد و خستگی تا مرحله شکست ادامه یافت. محیط مورد نظر در دمای اتاق باقی می ماند. پارامترهای مورد نظر بارهای اعمالی و تعداد سیکلهای شکست می باشد.چند دسته یافته اولیه در این تحقیق وجود دارد. اول، کاهش عمر خوردگی خستگی ماده در نتیجه تماس با محیط خورنده، از بالاترین دمای بازپخت تا کمترین دمای بازپخت، که این نتایج نشان می دهد که کاهش دمای بازپخت که همراه با افزایش استحکام در این فولاد می باشد، افزایش تخریب عمر خستگی این ماده که در معرض محیط آبی بود، را موجب می شود. دوم اینکه، مشخص شد که محیط نمکی حد خستگی را برای هر دسته از این فولاد عملیات حرارتی شده را کاهش می دهد. تمام نمونه هایی که در معرض محیط خورنده طی تست خستگی قرار گرفتند در کمتر از 120000 سیکل می شکستند. سوم، کاهش عمر خستگی به حضور مارتنزیت در ساختار فولاد نسبت داده می شود، همچنین مشاهده شد که با افزایش میزان مارتنزیت، عمر خوردگی خستگی بیشتر کاهش می یابد. در نهایت، سطوح شکست نمونه های خستگی حالت ترک مشابه را برای دسته های مختلف فولاد 4140 در هر دو محیط نشان می دهد. افزایش شروع ترک در نتیجه کاهش عمر خستگی بین محیط نمکی و هوا می باشد.