تعیین سختی درعمق قطعات سخت کاری القائی شده با استفاده از روش غیر مخرب جریان گردابی

این پژوهش از پنج بخش اساسی تشکیل شده است به طوری که نتیجه ی بدست آمده از هر بخش، امکان انجام مرحله بعدی پژوهش را فراهم آورده است. در این پژوهش به عنوان گام نخست، پاسخ ریزساختارهای متفاوت (ناشی از عملیات حرارتی های متفاوت آنیل، نرماله، کوئینچ و کوئینچ- تمپر) به القاء جریان گردابی مورد بررسی قرار گرفته است. پس از اثبات توانایی روش جریان گردابی در جداسازی ریزساختارهای مارتنزیت، فریت/پرلیت و مارتنزیت تمپر شده در نمونه های با خواص حجمی و سطحی یکسان ، امکان سنجی مشخصه یابی غیرمخرب فولادهایی که دارای ریزساختارهای متفاوت در سطح و مغز قطعه هستند (فولاد های کربن زدایی و سخت کاری القائی شده)، بررسی شد. از آنجا که لازمه بررسی فولادهای کربن زدایی با روش جریان گردابی، حصول اطمینان از تفاوت پاسخ های ناشی از القاء جریان در قسمت سطحی(با ساختار میکروسکوپی با درصد بیشتر فریت) و قسمت مرکزی(با درصد زیاد پرلیت) می باشد، در مرحله دوم از پژوهش نمونه هایی از فولاد ساده کربنی با درصدهای متفاوت کربن تحت عملیات آنیل قرار داده شد تا مقادیر متفاوت فریت و پرلیت در این نمونه ها حاصل شود. بدین ترتیب با بررسی ارتباط خروجی های آزمون جریان گردابی و نمونه های با درصدهای متفاوت فریت/پرلیت، توانایی روش جریان گردابی در شناسایی میزان پرلیت نشان داده شده است. پس از اثبات تفاوت پاسخ های بدست آمده از آزمون جریان گردابی برای این نمونه ها که به صورت حجمی تهیه شده اند، امکان بررسی فولادهای کربن زدایی فراهم شد. بنابراین در مرحله سوم از پژوهش به منظور بدست آوردن عمق های متفاوت از لایه کربن زدایی شده، نمونه های فولادی ck45 برای مدت زمان های متفاوتی در دمای 900 قرار داده شد و سپس اندازه این لایه ها با دو روش مشاهدات میکروسکوپی و سختی سنجی تعیین گردید. به جهت تعیین عمق لایه کربن زدایی شده، ارتباط بین خروجی ها ی جریان گردابی و نمونه های با عمق های کربن زدایی شده متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده، نشان دهنده دقت قابل قبول روش جریان گردابی در مقایسه با دو روش مخرب دیگر می باشد. پس از نتیجه مطلوب بدست آمده در تعیین عمق لایه کربن زدایی ناشی از تفاوت خواص مغناطیسی ریزساختارهای سطح و مغز، مطالعات بر روی فولادهای سخت کاری القائی شده که مانند فولادهای کربن زدایی دارای دو ریزساختار متفاوت با خواص مغناطیسی متفاوت در سطح و مغز قطعه قطعه می باشند، متمرکز شد. بدین ترتیب بخش اصلی پژوهش پایه گذاری شد. بنابراین در گام چهارم از پژوهش بر اساس تفاوت خواص مغناطیسی ریزساختارهای سطح(مارتنزیت) و مغز (فریت/پرلیت)در فولادهای سخت کاری القائی شده، به تعیین عمق لایه سخت شده کل و موثر پرداخته شده است. به منظور بدست آوردن عمق های سخت شده متفاوت، نمونه هایی استوانه ای شکل از جنس فولاد ck45 با سرعت های متفاوت عبور قطعه از داخل سیم پیچ القاء جریان، تحت عملیات سخت کاری القائی قرار گرفتند. سپس به کمک بررسی پاسخ های قطعات به اعمال جریان گردابی شامل ولتاژهای اولیه و ثانویه،اختلاف فاز و امپدانس نرماله شده، ارتباط عمق سخت شده کل و موثر با این پاسخ ها در فرکانس های متفاوت بررسی شده و بدین ترتیب مقادیر عمق سخت شده کل و موثر تعیین شده است و در ادامه با مقادیر بدست آمده از روش های مخرب میکروسختی سنجی و بررسی های میکروسکوپی، مقایسه شده اند. رگرسیون های حاصل از این ارتباط ها، نشان دهنده دقت قابل قبول روش غیر مخرب جریان گردابی در تعیین عمق سخت شده کل و موثر قطعات می باشد. نهایتاً درگام پنجم و نهایی از پژوهش ابتدا در هر فاصله مشخص از سطح قطعات سخت کاری القائی شده در مرحله قبل، فرکانس مورد نیاز جهت نفوذ جریان القائی تا آن فاصله تعیین شد. سپس در هرفاصله مشخص از سطح (در فرکانس مشخص) با برقراری ارتباط بین سختی نمونه ها با عمق های سخت شده متفاوت و خروجی های بهینه جریان گردابی، امکان تعیین سختی در آن فواصل یا به عبارتی دیگر امکان رسم پروفیل سختی برای تمامی نمونه ها حاصل گشت. نتایج حاصله و درصد خطای کم ایجاد شده، نشان دهنده دقت قابل قبول روش غیرمخرب جریان گردابی در رسم پروفیل سختی نسبت به روش سختی سنجی می باشد.