Bending fatigue behavior of case-hardened pyrowear 53 steel gears with increased retained austenite content
Arttırılmış kalıntı östenit içeriğine sahip yüzey sertleştirilmiş pyrowear 53 çeliği dişlilerin eğilme yorulma davranışı
- Tez No: 974954
- Danışmanlar: Prof. Dr. RIZA GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Düz dişli, Kalan östenit, Mekanik yorulma, Spur gear, Retained austenite, Mechanical fatigue
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kalıntı östenit (KÖ) içeriğine sahip Pyrowear 53 (AMS6308) alaşım çeliği dişlilerin eğilme yorulma davranışı incelenmiştir. RA seviyeleri, sementasyon (karbürizasyon) sırasında karbon potansiyelinin değiştirilmesi ve kriyojenik (sub-zero) ısıl işlemlerin uygulanmasıyla ayarlanmış ve referans grubundaki %15,4'e kıyasla test gruplarında %17,4, %47,4 ve %47,9 değerlerine ulaşmıştır. RA içeriği üzerindeki yüzey karbonu değişiminin etkisinin, kriyojenik işlemle karşılaştırıldığında oldukça sınırlı olduğu sonucuna varılmıştır. Eğilme yorulma performansı, Tek Diş Eğilme Yorulma (STBF) test yöntemiyle değerlendirilmiştir. Test sonuçları, RA içeriğinin %17,4'den %47,9'a yükselmesiyle dayanım sınırında %25'in üzerinde bir artış sağlandığını ve eğilme yorulma dayanımında önemli bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Bu iyileşme esas olarak, RA fazının martenzite dönüşmesiyle oluşan çatlak kapanma etkisine bağlanmıştır. Daha yüksek RA içeriğine sahip dişlilerde daha hızlı bir çatlak ilerleme hızı gözlenmiş olsa da, STBF testlerindeki genel yorulma performanslarının üstün olduğu sonucuna varılmıştır. Bu durum, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gözlemlendiği üzere gecikmiş çatlak başlama ve küçük yüzey altı çatlaklarının sönümlenmesiyle açıklanmıştır. Testlerden sonra tekrarlanan mikroyapısal incelemeler ve mikrosertlik ölçümleri, yüksek yükler altında RA'dan martenzite dönüşüm gerçekleştiğini göstermiştir. Yüksek RA içeriğine sahip numunelerde düşük yükler altında bu dönüşümün olmaması ise sertlikte büyük düşüşlere yol açmış, bunun da erken aşınma ve yüzey yorulma kırılmalarına neden olabileceği değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, artırılmış RA fazı içeriğinin sementasyonla sertleştirilmiş Pyrowear 53 alaşımlı çeliklerin eğilme yorulma performansına olumlu katkı sağladığı, ancak yüksek performanslı transmisyon uygulamaları için boyutsal kararsızlık, düşük yüzey sertliği, yüzey yorulma kırılması riski ve RA fazının kararsız yapısı gibi riskler taşıdığı vurgulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The bending fatigue behavior of Pyrowear 53 (AMS6308) alloy gears with retained austenite (RA) content was examined. RA levels were adjusted by modifying the carbon potential during carburizing and application of sub-zero heat treatments, resulting in RA contents of 17.4%, 47.4%, and 47.9% in the test groups, compared to 15.4% in the reference group. The effect of surface carbon altering on the RA content was concluded to be minimal, compared to the sub-zero treatment. Bending fatigue performance was evaluated using the Single Tooth Bending Fatigue (STBF) test method. The test results showed a significant improvement in bending fatigue strength, with an increase of over 25% in endurance limit when RA content elevated from 17.4% to 47.9%. This improvement was mainly linked to the crack closure effect caused by martensitic transformation of the RA phase. Despite a faster crack propagation rate was observed in gears with higher RA content, their overall fatigue performance in STBF tests was concluded to be superior. This was attributed to delayed crack initiation and the dampening of small sub-surface cracks, as observed through Scanning Electron Microscopy (SEM). Microstructural evaluations and microhardness measurements were repeated after the tests, indicating RA to martensite transformation occurred at high load. The lack of this transformation at lower loads with high RA samples were observed to lead to great decreases in the hardness, which can potentially result in early wear and surface fatigue failure of the gear. While increased RA phase content was concluded to contribute positively to bending fatigue performance of case-carburized Pyrowear 53 alloy steels, risks were highlighted as for high performance transmission applications as dimensional instability, lower surface hardness, surface fatigue failure potential and instable nature of the RA phase.
Benzer Tezler
- Çeşitli katkılı ve katkısız polimer yatakların sürtünme ve aşınma karakteristiklerinin deneysel tayini
Başlık çevirisi yok
VEDAT TEMİZ
Doktora
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GEDİKTAŞ
- Katı ortamda bor yayınımı ile sertleştirilen çelik yüzeylerinin kuru kayma halinde sürtünme ve aşınma davranışları
Başlık çevirisi yok
YAVUZ SOYDAN
- Katı çözelti sertleşmesinin küresel grafitli dökme demirin dönel eğmeli yorulma davranışına etkisi
Effect of solid solution strengthening on rotating bending fatigue behaviour of ductile cast iron
BARIŞ ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Plasma nitriding behavior of AISI 5140 steel
AISI 5140 çeliğinin plazma nitrürasyonu davranışı
SERDAR KARAOĞLU
Doktora
İngilizce
1998
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN KARADENİZ
- Enine takviyenin kirişler üzerindeki davranışının incelenmesi
Study of the behavior of the transverse stiffener on beams
HAMZAH ALMUKHTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ALEMDAR