The present study reveals for the first time the dry sliding wear behavior of a powder metallurgical pure titanium alloy (Cp-Ti) modified by shot peening. Cp-Ti samples were manufactured via powder metallurgy, and then their surface and subsurface features were modified using a custom-made, fully automated shot-peening system. The texture isotropy rate and the highest orientation angle of the shot-peened samples were 71.5% and 36°, respectively. The Abbott curves of the shot-peened surfaces revealed that the most common areal roughness value was 5.177 μm, with a frequency of 8.1%. Shot-peened surfaces exhibited an ~20% lower wear rate than unpeened surfaces under dry sliding wear, whereas the coefficient of friction was the same for both surfaces. Micro-ploughing, micro-cutting, oxidation, and three-body abrasion wear mechanisms were observed on the shot-peened and unpeened surfaces. High resolution 3D surface topographies of worn unpeened and shot-peened surfaces revealed micro-scratches and inhomogeneities along wear tracks, which are indicative of three-body abrasion mechanisms during contact. In addition, vertical and horizontal microcracks were visible just beneath the wear track, suggesting a clear indication of plastic deformation during contact. The cross-sectional hardness maps of shot-peened samples revealed the formation of a work-hardened surface layer with shot peening, which improved the wear resistance. These findings support that shot peening can be a useful tool to modify the surface and tribological properties of powder metallurgical Cp-Ti alloys.
In this study, the analysis of cutting forces on medium carbon AISI 1050-to which different spheroidization heat treatments were applied-was conducted by the mixed-level Taguchi orthogonal experiment design method. In the experiments, besides the parameters of feed rate, depth of cut and cutting speed having effect on cutting forces as a factor in orthogonal design, the spheroidization time and temperature parameters were also used. By the performed orthogonal experiment design method, the values of cutting forces were estimated using the five-factor, two-and three-leveled Taguchi L36 (2 2 × 3 3 ) mixed orthogonal experiment design method. The effectiveness of the machining parameters on the cutting force was revealed by performing analysis of variance test. Moreover, the effectiveness rates of the parameters were also determined in the study as per the signal noise rates. Consequently, it has been observed that the feed rate is more effective on the cutting forces compared to other parameters.
AA1050 Al alloy samples were shot-peened using stainless-steel shots at shot peening (SP) pressures of 0.1 and 0.5 MPa and surface cover rates of 100% and 1000% using a custom-designed SP system. The hardness of shot-peened samples was around twice that of unpeened samples. Hardness increased with peening pressure, whereas the higher cover rate did not lead to hardness improvement. Micro-crack formation and embedment of shots occurred by SP, while average surface roughness increased up to 9 µm at the higher peening pressure and cover rate, indicating surface deterioration. The areal coverage of the embedded shots ranged from 1% to 5% depending on the peening parameters, and the number and the mean size of the embedded shots increased at the higher SP pressure and cover rate. As evidenced and discussed through the surface and cross-sectional SEM images, the main deformation mechanisms during SP were schematically described as crater formation, folding, micro-crack formation, and material removal. Overall, shot-peened samples demonstrated improved mechanical properties, whereas sample surface integrity only deteriorated notably during SP at the higher pressure, suggesting that selecting optimal peening parameters is key to the safe use of SP. The implemented methodology can be used to modify similar soft alloys within confined compromises in surface features.
Delme işlemi, geleneksel imalat yöntemleri arasında talaşlı imalat işlemlerinin yaklaşık olarak %33'ünü oluşturmaktadır. Bu işleminin imalat alanındaki önemine rağmen matkabın uç açısı, fener mili devri, ilerleme miktarı ve delinen malzemenin özellikleri gibi birçok parametre delik delme işlemini etkilemektedir. Bu amaçla gerçekleştirilen bu deneysel çalışmada, farklı uç açılarına sahip matkaplar ile delme işlemi esnasında meydana gelen tepki kuvveleri Yüzey Yanıt Yöntemi (YYY) ile analiz edilmiştir. İtme kuvvetlerini meydana getiren üç farklı fener mili devir sayısı, ilerleme miktarı ve matkap uç açıları seçilerek toplam 27 adet deney gerçekleştirilmiştir. Deney parametrelerine bağlı olarak en iyi tepki kuvvetini tahmin etmek için oluşturulan YYY üç seviyeli ve üç faktörlü Box-Behnken tasarım yöntemi dikkate alınarak oluşturulmuştur. Deney sonuçlarından elde edilen tepki kuvvetleri, birinci dereceden ve ikinci dereceden matematiksel modeller oluşturulmuştur. Elde edilen bu modellerin etkinliği ANOVA testi yapılarak parametrelerin etkinliği araştırılmıştır. Sonuç olarak parametrelerin tepki kuvvetleri üzerindeki etkinliği karşılaştırılmış ve en etkili parametrenin ilerleme miktarı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca rastgele seçilen deney verileri ile YYY ile oluşturulan modeller karşılaştırılmış 0,964 R2 değeri elde edilmiştir. YYY ile delme işleminde meydana gelen tepki kuvvetlerinin değerleri çok küçük hata oranlarında tahmin edebildiği belirlenmiştir.
Öz "İkincil eksenli düzlem yüzey taşlama yöntemi" (GMASRA) son yıllarda geliştirilmiş bir düzlem yüzey taşlama yöntemidir. Bu çalışmada, GMASRA metodu incelenmiş ve deneylerde işlemin etkilendiği parametreler olan taşlama taşı tane büyüklüğü, yanal kayma miktarı, talaş derinliği ve ikincil eksen fener mili hızı kullanılmıştır. Bu deney parametreleri 2 seviye olarak yapılandırılmış ve toplam 16 deneyden oluşan bir deney seti oluşturulmuştur. Bu deney setinin analizinde ve deney sonuçlarının tahmin edilmesinde faktöriyel tasarım modeli kullanılmıştır. Oluşturulan modelde 8 deney verisi kullanılmış ve parametrelerin etkinliği ile parametrelerin sonuç üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Aynı zamanda, modelin oluşturulmasında kullanılmayan 8 veri, modelin tahmin yeteneğinin araştırılması için kullanılmış ve deney sonuçları bu model tarafından tahmin edilmiştir. Yapılan tahminlerin yüksek tutarlılıkla (R 2 =0,902) sonuçlar oluşturduğu ve bu mühendislik probleminin çözümü için uygun bir yöntem olduğu görülmüştür.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.