Teräsraesinkouksen intensiteetin vaikutus valurautakappaleen pintajännitysprofiiliin

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin valurautakappaleelle suoritettavan teräsraesinkouksen intensiteetin ja kappaleeseen sinkouksessa syntyvän jäännösjännitystilan jännitysprofiilin välistä yhteyttä.

Kirjallisuusosiossa tutustuttiin valurautaan materiaalina, materiaalien väsymislujuuteen, jäännösjännityksiin, sinkoukseen pintakäsittelymenetelmänä sekä jäännösjännitysten mittausmenetelmiin.

Kokeellisessa osiossa tutkittiin eri ripustusmenetelmien vaikutusta kappaleiden puhdistustuloksiin riippuratasinkouksessa. Lisäksi mitattiin sinkouksen intensiteettiarvoja kappaleen pinnalta ns. Almen-menetelmällä eri sinkousajoilla. Yhdestä singotusta kappaleesta suoritettiin jäännösjännitysten mittaus. Näiden jäännösjännitysten mittaustulosten sekä Almen-menetelmällä mitattujen intesiteettiarvojen pohjalta arvioitiin jäännösjännitystilan ja kappaleen kokeman sinkousintensiteetin välistä yhteyttä.

Sinkous aiheuttaa käsiteltävän kappaleen pintaan voimakkaan puristusjännitystilan. Koko kappaleen pinta on puristusjännityksen alainen sinkouksen jälkeen. Tässä tutkimuksessa suoritetuilla mittauksilla ei pystytty luomaan sinkousintensiteetin ja puristusjännitystilan välille luotettavaa yhteyttä.

Jäännösjännitysmittausten tulosten luotettava soveltaminen käytännön väsymislujuuslaskentaan edellyttää väsytyskokeita, joiden suorittamista ei sisällytetty tähän opinnäytetyöhön.

An association between compressive residual stress and intensity of shot blasting was investigated in this thesis using nodular cast iron test specimen.

In the literal part was acquainted with cast iron as constructional material, fatique strength, residual stresses, shot blasting as surface treatment method and also measurement methods of residual stresses.

In the experimental part of this thesis was investigated the influence of hanging method to degree of treatment when using runway-type shot blasting machine. Also the intensity of shot blasting was to be measured using Almen-method and different blasting times. Residual stress measurment using magnetic method was performed to one test specimen. An association between achieved compressive residual stress and used intensity of shot blasting was estimated using these measurement results.

Shot blasting causes compressive residual stress to the suface of the part to be processed. The whole surface area of blasted part is under compressive residual stress after shot blasting treatment. An reliable association between compressive residual stress and intensity of shot blasting was not possible to create based on the results of this thesis.

Application of achieved residual stress measurement results to fatique life calculation requires further investigations, e.g. fatigue testing of test specimens which are pre-stressed by shot blasting. This kind of investigations were not included to this thesis.