Theoretical investigation of the effect of surface roughness on the fatigue life of austenitic stainless steels

Özerkan, Hacı Bekir

doi:10.1016/j.matpr.2019.01.006

Cited by 5 publications

(4 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Deney düzeneğinin tezgaha monte edilmiş görünümü ve çalışma prensibi Şekil 1'de verilmiştir. Bu modele göre sınır gerilme faktör aralığı ∆K_th sadece iki pürüzlülük parametresi kullanılarak tahmin edilebilmekte olup, Eş.1'de verilmiştir [31]. Bu parametrelerden birincisi √area (pürüzlülük dalgasının tepe vadi arasında kalan alanın karekökü), ikincisi yüzeyin Vickers sertlik değeridir.…”

Section: Materyal Ve Metod (Materials and Method) 21 Deney Düzeneğini...unclassified

“…Aynı zamanda, yüksek ölçü hassasiyeti ve yüzey bütünlüğü gerektiren bu parçalar, temel işleme prensibi aynı kalmak koşuluyla elektro erozyon ile delme, taşlama, dalma, tel ile kesme ve tornalama gibi çeşitli uygulamaları sayesinde imal edilebilmektedir [10,11] 25]. Bununla birlikte, Murakami tarafından geliştirilen √𝑎𝑟𝑒𝑎 modelini [26] uygulayarak metalik malzemelerin yorulma ömrünün iyi bir şekilde tahmin edilebildiği birçok çalışmanın yapıldığı belirlenmiştir [27][28][29][30][31]. Bu çalışmada, öncelikle elektro erozyon ile tornalama (EET) sonucunda elde edilen yüzey pürüzlülüğünün işleme parametrelerine (boşalım akımı, vurum süresi, bekleme süresi) göre değişimi araştırılmıştır.…”

Section: Gi̇ri̇ş (Introduction)unclassified

See 1 more Smart Citation

Estimation of Fatigue Life of Cold Work Tool Steel Machined by Electrical Discharge Turning

Çakıroğlu

Günay

2021

Politeknik Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

Bu çalışmada, elektro erozyon ile tornalamada (EET) işleme parametrelerinin yüzey bütünlüğü ve işlenmiş parçanın yorulma ömrüne etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. İlk olarak, iş parçasının dönmesini sağlamak amacıyla bir mekanizma tasarlanarak imal edilmiştir. EET deneyleri, AISI L2 takım çeliği üzerinde üçer farklı boşalım akımı, vurum süresi ve bekleme süresi ile sabit devir sayısı kullanılarak yapılmıştır. Deneyler, L9 dikey dizisine göre yapılmış olup, işleme performans çıktıları olarak Rz, Sm ve sertlik değerleri ölçülmüştür. Son olarak, √𝑎𝑟𝑒𝑎 modeli uygulanarak işlenen parçaların yorulma ömrü tahmin edilmiş ve işleme parametrelerine göre teorik yorulma ömrünün değişimi araştırılmıştır. Deneysel sonuçlara göre, boşalım akımı ve vurum süresinin artmasıyla Rz ve Sm parametrelerinde bir artış belirlenmiştir. En düşük Rz ve Sm değerleri 3 A boşalım akımı, 3µs vurum süresi ve 5 µs bekleme süresinde elde edilmiştir. Taguchi analizine göre optimum teorik yorulma gerilmesi A1Ton1Toff3 deney dizisinde işlenen parça için √𝑎𝑟𝑒𝑎 modeli ile 643.932 MPa olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Elektro erozyon, tornalama, yüzey pürüzlülüğü, yorulma ömrü, takım çeliği.

show abstract

Section: Materyal Ve Metod (Materials and Method) 21 Deney Düzeneğini...unclassified

Section: Gi̇ri̇ş (Introduction)unclassified

Estimation of Fatigue Life of Cold Work Tool Steel Machined by Electrical Discharge Turning

Çakıroğlu

Günay

2021

Politeknik Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The surface pattern in electrical discharge machining has a crater‐like form that is completely altered from those obtained in other processing methods. In addition, high temperatures in non‐traditional machining can influence surface integrity indicators such as recast layer, microcracks, residual stresses, and also as well as microstructural and hardness changes, albeit very shallow [6, 7]. Recast layers exhibit improved stiffness matched to bulk material with a state of residual stress in the form of tension and often contain microcracks.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of process parameters on fatigue behavior and surface integrity of tool steel produced by electrical discharge turning

Çakıroğlu

Günay

2023

Materialwissenschaft Werkst

View full text Add to dashboard Cite

Electrical discharge machining is used in the production of countless parts with complex geometries and micro dimensions, from many elements of industrial molds to parts of motors and pumps. Also, most of these parts are cylindrical and it is always more meaningful to study their rotational fatigue behavior to predict their response during their operation. This study concentrated on the impacts of machining parameters on the surface quality and fatigue behavior of tool steel shaped by electrical discharge turning. The results based on Taguchi methodology have shown that discharge current affects Ra and Rz more, and pulse duration more affects the mean spacing of profile irregularities, Sm. As a result of the heat affected depth in the machined region, which changes in proportional with the processing parameters, the microhardness decreased from the sample surface to the core. The maximum hardness was measured at current of 12 A, pulse duration of 3 μs and pulse interval of 7 μs. According to the fatigue tests, it was found that the fatigue life decreased with the increase in Rz and Sm values. Moreover, high microhardness and thick recast layer reduced the fatigue strength of the samples with relatively smooth surface topography.

show abstract

“…12,13 The higher roughness is believed to worsen the fatigue life of the machined surface, as these surfaces become common initiation sites for fatigue failure. 14 Hence, avoiding such surface irregularities is crucial.…”

mentioning

confidence: 99%

Editors' Choice—Improving Quality of EDMed Micro-Holes on Titanium via In Situ Electrochemical Post-processing: A Transient Simulation and Experimental Study

Singh,

Rakurty,

Dvivedi

et al. 2024

J. Electrochem. Soc.

View full text Add to dashboard Cite

Electrical discharge micromachining (EDM) poses challenges to the fatigue-life performance of machined surfaces due to thermal damage, including recast layers, heat-affected zones, residual stress, micro-cracks, and pores. Existing literature proposes various ex-situ post-processing techniques to mitigate these effects, albeit requiring separate facilities, leading to increased time and costs. This research involves an in-situ sequential electrochemical post-processing (ECPP) technique to enhance the quality of EDMed micro-holes on titanium. The study develops an understanding of the evolution of overcutting during ECPP, conducting unique experiments that involve adjusting the initial radial interelectrode gap (utilizing in-situ wire-electrical discharge grinding) and applied voltage. Additionally, an experimentally validated transient finite element method model is developed, incorporating the passive film formation phenomenon for improved accuracy. Compared to EDM alone, the sequential EDM-ECPP approach produced micro-holes with superior surface integrity and form accuracy, completely eliminating thermal damage. Notably, surface roughness (Sa) was reduced by 80% after the ECPP. Increasing the voltage from 8 to 16 V or decreasing the gap from 60 to 20 µm rendered a larger overcut. This research's novelty lies in using a two-phase dielectric (water-air), effectively addressing dielectric and electrolyte cross-contamination issues, rendering it suitable for commercial applications.

show abstract

Theoretical investigation of the effect of surface roughness on the fatigue life of austenitic stainless steels

Cited by 5 publications

References 7 publications

Estimation of Fatigue Life of Cold Work Tool Steel Machined by Electrical Discharge Turning

Estimation of Fatigue Life of Cold Work Tool Steel Machined by Electrical Discharge Turning

Effects of process parameters on fatigue behavior and surface integrity of tool steel produced by electrical discharge turning

Editors' Choice—Improving Quality of EDMed Micro-Holes on Titanium via In Situ Electrochemical Post-processing: A Transient Simulation and Experimental Study

Contact Info

Product

Resources

About