عنوان	بررسی تجربی فرآیند کوبش فراصوتی بر خواص سطحی فولاد کربنی A860
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	کوبش فراصوتی، خواص سطحی، فولاد A860 ، سختی، مقاومت به سایش
چکیده	چکیده: بهبود خواص سطحی مواد فلزی جهت افزایش عمر و کارایی قطعات ساخته شده همواره در صنعت مورد توجه است. روش‌های مختلفی جهت بهبود خواص سطحی وجود دارد مانند صیقلکاری سطحی، ساچمه زنی، پرداختکاری سطح، کوبش و ساچمه پاشی فراصوتی، شابرزنی و غیره که در این میان روش نوین کوبش فراصوتی، جهت بهبود خواص سطحی شامل افزایش مقاومت به سایش و خستگی، خوردگی، بهبود سلامت و سختی سطحی و همچنین کاهش تنش پسماند کششی، از طریق اعمال تنش فشاری، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است. با توجه به کاربرد فولاد کربنی A860 در قطعات، لوله‌ها و اتصالات مختلف صنعتی، بررسی استفاده از فرایند کوبش فراصوتی در بهبود خواص سطحی و مکانیکی این فولاد در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، صنایع ساختمانی، کشاورزی و غیره مورد نیاز و توجه قرارگرفته است. با استفاده از ضربات با فرکانس بالا (فراصوتی)، می‌توان ساختار بلوری مواد، زبری سطح، خواص مکانیکی و میزان تنش پسماند را در نزدیکی سطح تغییر داد. در نتیجه این روش را می‌توان به عنوان یک روش عملیات سطحی نوین جهت بهبود خواص سطحی و مکانیکی به‌ویژه در سازه‌های غیر قابل حمل مورد توجه قرار داد. لذا هدف از این تحقیق بررسی تجربی اثر فرآیند کوبش فراصوتی بر خواص سطحی فولاد A860 است. در این تحقیق بررسی تجربی فرآیند چکش‌کاری فراصوتی در شرایط مختلف شامل نیروی استاتیکی60، 75 و 90 نیوتن، سرعت پیشروی 40، 100 و 160 میلی‌‌متر بر دقیقه و تعداد پاس 1، 2 و 3 پاس، بر روی سختی و مقاومت به سایش در برخورد ذرات ساینده به نمونه فولادی A860 انجام شده است. همچنین اثر زاویه برخورد ذرات ساینده و مقاومت به خوردگی نمونه‌ی چکش‌کاری شده از جنس فولاد مذکور بررسی شده است. برای انجام آزمون‌های عملی چکش‌کاری فراصوتی، تجهیزات لازم تهیه و یک چیدمان آزمایشگاهی راه‌اندازی گردید. جهت انتخاب شرایط انجام چکش‌کاری و تحلیل نتایج از روش طراحی آزمایش پاسخ سطح استفاده و اثر هر یک از متغیرها و اثر تداخلی آنها مورد بحث قرارگرفته است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که عملیات کوبش فراصوتی با کوبش بر روی سطح و تغییر شکل پلاستیک آن، باعث کاهش اندازه دانه‌ها سطح ماده شده است. با افزایش تعداد پاس، سرعت پیشروی و بار استاتیکی مقدار سختی کاهش و در نتیجه مقدار سایش (کاهش وزن) افزایش یافته است. بالاترین مقدار سختی در شرایط تعداد پاس یک و سرعت پیشروی پائین به‌دست آمده است. همچنین مشاهده شد که در بار استاتیکی پایین اثر تعداد پاس بر روی سختی تاثیر کمی دارد اما برای رسیدن به سختی‌های بالا در بارهای استاتیکی بیشتر باید چکش-کاری فراصوتی در یک پاس انجام شود. سختی‌های بالا در بار استاتیکی و سرعت پیشروی پایین به‌دست آمده است. کمترین سایش در سرعت‌های پیشروی بالا با بار استاتیکی پائین و یا در سرعت‌های پیشروی پائین با بار استاتیکی بالا اتفاق افتاده است. در بار استاتیکی بالا، تعداد پاس پائین و در بار استاتیکی کم، تعداد پاس بالا کمترین مقدار سایش را خواهند داشت. بیشترین میزان سایش در حالتی است که زاویه برخورد ذرات ساینده و سطح قطعه‌کار 30° است و فرآیند کوبش فراصوتی بر روی فولاد A860 باعث کاهش 39 درصدی سایش در زاویه برخورد 90 درجه و به‌طور میانگین کاهش 25 درصدی سایش در زوایای مختلف شده است. نمونه کوبیده شده مقاومت به‌خوردگی بهتری نسبت به نمونه خام دارد. به‌طور کلی با انجام عملیات کوبش فراصوتی بر روی فولاد A860 مشخص شد در اثر این فرآیند خواص سطحی ماده شامل سختی سطح، مقاومت به سایش و خوردگی بهبود یافته است.
پژوهشگران	مجید زوجاجی (دانشجو)