نقش عملیات حرارتی و پیش تنش در خواص تورشن بار

در این تحقیق به منظور دستیابی به تنش مجاز بیشتر همراه با بهبود عمر خستگی و توسعه حوزه کاربرد فنرهای تورشن بار، تدابیر متعددی بکار گرفته شدند. پس از بررسی تاثیرات متقابل و قابل اهمیت فاکتورهای مختلف نتایج زیر بدست آمد . -1 بر اساس نتایج آزمایشهای خستگی، نمونه های کوینچ و تمپر در سیکلهای زیاد دارای حد خستگی بالاتری نسبت به حالتهای نرماله و آنیل می باشند. ولی در سیکلهای کم نمونه های نرماله حد خستگی بهتری نسبت به نمونه های کوینچ و تمپر و آنیل از خود نشان می دهند. با توجه به اینکه کاربردفولاد تورشن بار عمدتا" در سیکلهای زیاد، بهترین نوع عملیات حرارتی برای این فنرها عملیات کوینچ و تمپر تحت شرایط ذیل می باشد : - دما و زمان لازم جهت آستنیته کردن، 850 درجه سانتی گراد و 60 دقیقه - محیط کوینچ، روغن - دما و زمان لازم جهت تمپر کردن،500 درجه سانتی گراد و 60 دقیقه -2 عملیات پیش تنش و ساچمه زنی تاثیرات متقابلی بر خواص تورشن بار داشته و هر دو ضروری است . اما با توجه به تحقیقات انجام شده به دلیل صدمات احتمالی که در حین پیش تنش کردن به ماده نمونه وارد می شود، بهتر است عملیات پیش تنش قبل از ساچمه زنی انجام گیرد. در این صورت عمر خستگی بیشتر از حالتی خواهد بود که ترتیب انجام عملیات بالعکس باشد. در میله های پیچشی که قبل از ساچمه زنی پیش تنش می شوند میزان تغییر شکل پلاستیکی (در یک محدوده) تاثیر عمده ای بر عمرخستگی نمی گذارد ولی عمر خستگی آن دسته از میله ای پیچشی که بعد از ساچمه زنی پیش تنش شوند متناسب با افزایش کرنش برشی پلاستیکی تقلیل می یابد. -3 برای فولاد خاص مورد آزمایش در صورتیکه عملیات پیش تنش قبل از ساچمه زنی انجام شود، کرنش اولیه پیشنهادی0242ˆ0 = ap است . در کرنش های اعمالی کمتر بهبود خواص به میزان مطلوب نخواهد بود و در کرنش های اعمالی بیشتر نقطه تسلیم و استحکام به میزان کمی افزایش خواهد یافت و همراه با آن شانس صدمه دیدن ماده نیز افزایش می یابد. -4 بر اساس یک گزارش تحقیقی (3) انجام عملیات ساچمه زنی در دمای حدودا" 190 درجه سانتی گراد در مقایسه با دمای محیط، باعث بهبود قابل توجهی در عمر خستگی آنها شده است . بطور کلی در اثر عملیات حرارتی کوینچ و تمپر، سختی و استحکام تورشن بار افزایش می یابد. افزایش استحکام هم در عملیات پیش تنش و هم در عملیات ساچمه زنی تاثیر مثبت دارد. هر دو عملیات در موادی که سختی و استحکام بالائی داشته و می توانند تنش های باقیمانده را بهتر از موادی با استحکام کمتر در خود نگه دارند، موثرترند . از طرفی وقتی سختی و استحکام موادزیاد می شود بطور طبیعی در مقابل کاهش استحکام خستگی ناشی از عیوب سطحی و شیارها حساسیت بیشتری نشان می دهند اما در مقابل تاثیر عملیات ساچمه زنی نیز بیشتر بوده و مقاومت خستگی را زیاد می کند. در مورد فولادهای سخت و پر استحکام دو عملیات فوق باید بادقت خاصی انجام گیرد چون آسیب پذیری این نوع فولادها در مقابل پردازش نامناسب بیشتر می باشد . بنابراین تنها با کاربرد هشیارانه عملیات پیش تنش و ساچمه زنی، استفاده از مواد با استحکام تسلیم و عمر خستگی بیشتر امکان پذیر می گردد .