مطالعه‌ تجربی و تحلیل آماری تأثیر اجرای فرایند ساچمه‌زنی فراصوتی بر میکروسختی مقطع عرضی نمونه‌های فولادی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.470535.1990
چکیده

فرایند ساچمه‌زنی فراصوتی به عنوان یک عملیات سطحی برای ایجاد کارسختی در سطوح قطعات استفاده می‌شود. در این فرایند، ساچمه‌هایی با اندازه، جنس و تعداد معین توسط یک جسم مرتعش به حرکت درآمده و به سطح قطعه­ کار برخورد می‌کنند. از سوی دیگر، فولاد زنگ نزن به علت استحکام بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون، نقش مهمی در توسعه فناوری‌های ساخت و تولید دارد. از این­رو در این پژوهش، فرایند ساچمه‌زنی فراصوتی بر روی فولاد زنگ‌نزن گرید 316L انجام شد و تأثیر توان مولد و مدت زمان ساچمه ­زنی بر میکروسختی مقطع عرضی نمونه­ ها در دو عمق‌ 75 و 250 میکرونی تحت ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با اجرای فرایند ساچمه‌زنی فراصوتی، میکروسختی مقطع عرضی در عمق­ های 75 و 250 میکرونی به ترتیب به میزان حداکثر 43.37 درصد و 18.5 درصد نسبت به نمونه‌ خام افزایش می­ یابد. لذا با افزایش عمق از سطح ساچمه­ زنی­ شده، تأثیر فرایند به میزان 57.34 درصد کاهش یافت. نتایج حاصل از تحلیل واریانس نیز نشان داد که توان مولد در هر دو عمق، به عنوان موثرترین متغیر ورودی شناخته می­ شود و در عمق 250 میکرونی، تأثیر توان مولد بیشتر از مدت زمان ساچمه ­زنی می­ باشد. همچنین، بهینه­ سازی دوهدفه جهت دستیابی به بیشینه سختی در هر دو عمق با استفاده از روش مطلوبیت، انجام شد و مقادیر بهینه توان مولد و مدت زمان ساچمه زنی به ترتیب مساوی 100 درصد و 195 ثانیه با مقدار مطلوبیت 87 درصد، حاصل شدند.