FARKLI ÇEVRİM SAYILARINDA UYGULANAN AŞIRI YÜKLEMENİN OLUŞTURDUĞU YORULMA ÇATLAK İLERLEME GECİKMESİ ÜZERİNDE PLAZMA NİTRÜRLEMENİN ETKİSİ

Yıl 2012, Cilt: 27 Sayı: 4, 0 - , 19.02.2013

A. B. Şengül A. Çelik

Öz

AISI 4140 çeliğinden imal edilmiş CT (Compact Tension) numuneleri 5000C sıcaklıkta 2 saat süreyle %50H2-%50N2 gaz karışımında plazma nitrürleme işlemine tabi tutulmuştur. Blok aşırı yükleme (AY) çevrim sayısınınoluşturduğu yorulma çatlak ilerlemegecikmesi üzerinde plazma nitrürlemenin etkisi incelenmiştir. Hem işlemsizhemde nitrürlenmiş numunelerde, AY bloğu çevrim sayısı arttırıldıkça çatlak gecikme etkisinin arttığıgözlenmiştir. 1, 10, 20, 100 ve 1000çevrimlik blok AY uygulamasında çatlak gecikmesi, işlemsiz numunelerdeetkili bir şekilde olduğu gözlenirken, nitrürlenmiş olanlardadaha düşük seviyelerde gerçekleştiği görülmüştür.3000 çevrim AYuygulamasında ise nitrürlenmiş numunelerde AY’nin sebep olduğu çatlak gecikmesininişlemsize göre daha yüksek seviyelerde gerçekleştiği görülmüştür.Numunelerin yapısal ve mekanik özellikleri,x-ışını difraksiyonu, mikro sertlik testi, taramalı elektron mikroskobu, optik mikroskop ve optik dijitalgörüntüleme araçları kullanılarak araştırılmıştır. Yorulma çatlak gelişimini takip etmede dijital görüntü analiziyöntemi kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Plazma nitrürleme, Aşırı yükleme, Çatlak ilerleme gecikmesi

Kaynakça

• Sirin S.Y., Sirin K., Kaluc E., "Effect of the ion
• nitriding surface hardening process on fatigue
• behavior of AISI 4340 steel",Mater Charact,
• Cilt 59, No 4, 351-358, 2008.
• Terres M.A., Mohamed S.B., Sidhom
• H.,"Influence of ion nitriding on fatigue strength
• of low-alloy (42CrMo4) steel: Experimental
• characterization and predictive approach",Int J
• Fatigue, Cilt 32, No 11, 1795-1804, 2010.
• Genel K., Demirkol M., Çapa M.,"Effect of ion
• nitriding on fatigue behaviour of AISI 4140
• steel", Mat Sci Eng A-Struct,Cilt 279, No 1-2,
• -216, 2000.
• Guagliano M., Vergani L.,"Effect of nitriding on
• low-cycle fatigue properties", Int J Fatigue,Cilt
• , No 1, 67-73, 1997.
• De la Cruz P., Odén M., Ericsson T., "Influence
• of plasma nitriding on fatigue strength and
• fracture of a B-Mn steel.",Mat Sci Eng A-Struct,
• Cilt 242, No 1-2, 181-194, 1998.
• Ashrafizadeh F.,"Influence of plasma and gas
• nitriding on fatigue resistance of plain carbon
• (Ck45) steel",Surf Coat Technol, Cilt 174, No
• , 1196-1200, 2003.
• Çelik A., Karadeniz S.,"Improvement of the
• fatigue strength of AISI 4140 steel by an ion
• nitriding process",Surf Coat Technol, Cilt 72,
• No 3, 169-173, 1995.
• Jin O.,"The characterization of small fatigue
• crack growth in PH13-8 molybdenum stainless
• steel"Doktora tezi, Georgia University, Instuty of
• Technology, 2000.
• Murthy A.R.C., Palani G.S., Iyer N.R.,"State-ofthe-
• art review on fatigue crack growth analysis
• under variable amplitude loading",IE (I)
• Journal-CV, Cilt 85, 118-129, 2004.
• Schijve J., Fatigue of Structures and Materials,
• Springer, Netherlands, 2009.
• Julie A. B., Jess J.C., James L.,Fundamentals of
• Metal Fatigue Analysis, Prentice Hall, USA,
• -
• Guler M., Edil T.B., Bosscher P.J.,"Measurement
• of Particle Movement in Granular Soils Using
• Image Analysis"ASCE,Cilt 13, No 2, 116-122,
• -
• Yaman K., Sarucan A., Atak M., Aktürk
• N.,"Preperation of data for dynamic
• schedulingusing image processing and arima
• models",J Fac Eng Archit Gazi Univ, Cilt 16,
• No 1,19-40, 2001.
• Aydilek A.H., Guler M., Edil T.B.,"Use of Image
• Analysis in Determination of Strain Distribution
• during Geosynthetic Tensile Testing",ASCE, Cilt
• , No 1, 65-74, 2004.
• Özden M., Karagöz İ.,"A new gaussian
• distribution based adaptive simulation algorithm
• developed for artificial sight systems", J Fac Eng
• ArchitGazi Univ, Cilt 26, No 3, 691-700, 2011.
• Kanchanomai C., Yamamoto S., Miyashita Y.,
• Mutoh Y., McEvily A.,"Low cycle fatigue test for
• solders using non-contact digital image
• measurement system",Int J Fatigue, Cilt 24, No
• , 57-67, 2002.
• Pommier S., Freitas M.D.,"Effect on fatigue
• crack growth of interactions between overloads",
• Fatigue Fract Engng Mater Struct, Cilt 27, No
• , 709-722, 2002.
• Newman J.C., Elber W., "Testing ACE-24 on F,
• Fatigue ACE-9 on. Mechanics of fatigue crack
• closure", ASTM International; USA, 1988.
• Pereira M.V.S., Darwish F.A.I., Camarão A.F.,
• Motta S.H.,"On the prediction of fatigue crack
• retardation using Wheeler and Willenborg
• models", Mat Res,Cilt 10, No 2, 101-107, 2007.
• Shin C.S., Fleck N.A.,"Overload retardation in a
• stractural steel",Fatigue Frac Engng Mater
• Struct,Cilt 9, No 5, 379-393, 1987.
• Ward-Close C., Blom A., Ritchie
• R.,"Mechanisms associated with transient fatigue
• crack growth under variable-amplitude loading:
• An experimental and numerical study",Eng Fract
• Mech,Cilt 32, No 4, 613-638, 1989.