PL212181B1 - Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych - Google Patents
Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowychInfo
- Publication number
- PL212181B1 PL212181B1 PL383662A PL38366207A PL212181B1 PL 212181 B1 PL212181 B1 PL 212181B1 PL 383662 A PL383662 A PL 383662A PL 38366207 A PL38366207 A PL 38366207A PL 212181 B1 PL212181 B1 PL 212181B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- blocking
- distance
- crack
- propagation
- crack propagation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych w ulepszonej cieplnie stali 30HGSNA. Służy ona do spowolnienia lub wyhamowania rozwoju pęknięć w elementach konstrukcji, w których pęknięcia są zainicjowane lub może stanowić formę zabezpieczenia elementów konstrukcji przed powstawaniem pęknięć w rejonach o podwyższonej koncentracji naprężeń lub poddanych innym czynnikom obniżającym odporność materiału na pękanie.
Dotychczas nie opracowano skutecznej metody blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych. Przy pomocy obróbek cieplnej, chemicznej i mechaniczno-plastycznej całego detalu można dążyć do zmiany własności wytrzymałościowych danego gatunku stali, w tym i odporności na pękanie. Wyżej wymienione obróbki stali dają ograniczone efekty i generalnie nie są łatwe do stosowania w przypadku elementów konstrukcji i maszyn już eksploatowanych.
Według wynalazku metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych polega na tym, że element konstrukcji z pęknięciem poddaje się, po pokryciu grafitem koloidalnym, naświetlaniu wiązką impulsową lasera CO2 o mocy w zakresie 800-1150 W, przy czym odległość powierzchni próbki od płaszczyzny soczewki skupiającej wiązkę wynosi 110-140 mm przy ogniskowej soczewki 3,8”, prędkość przesuwu wiązki względem powierzchni obrabianej 3,5-4,5 mm/s w osłonie argonu w zakresie niskich ciśnień, tworząc ścieżki ułożone równolegle do siebie we wzajemnej odległości 4-8 mm a prostopadle do kierunku rozwoju pęknięcia, pierwsza w odległości 2,5-5 mm od wierzchołka pęknięcia.
Wykonane na elemencie ścieżki laserowe powodują zmianę struktury, sztywności, twardości materiału i w konsekwencji odporności na pękanie oraz stwarzają warunki do zwolnienia lub zatrzymania rozwoju pęknięć zmęczeniowych w rejonie objętym oddziaływaniem wiązki laserowej.
Zastosowanie ww. metody powoduje nawet 50-krotne zwiększenie trwałości propagacyjnej, czyli liczby cykli do osiągnięcia krytycznych rozmiarów pęknięcia i zerwania próbki/elementu konstrukcji, w porównaniu do trwałości uzyskanej w identycznych warunkach obciążeniowych bez zastosowania tej metody.
W oparciu o wyniki numerycznej analizy wytrzymałościowej danego elementu konstrukcji lub części maszyny, tą metodą można zabezpieczyć miejsca newralgiczne, w których spodziewany jest rozwój pęknięć, bez konieczności „wzmacniania” konstrukcji np. zwiększeniem przekrojów, co jest problemem ze względu na wzrastający ciężar konstrukcji. W przypadku pęknięć, które powstają w procesie eksploatacji można tą metodę zastosować do przedłużenia żywotności danej części maszyny, jako alternatywną dla przeprowadzania regeneracji lub remontu. W ten sposób prezentowana metoda może stanowić element przeglądów okresowych, regenerowania i remontów elementów konstrukcji.
Metoda według wynalazku jest zobrazowana na fig. 1 pokazującej próbkę standardową do badań propagacji pęknięć zmęczeniowych typu RCT przed naświetlaniem, a na fig. 2 rozkład ścieżek laserowych na tej próbce.
Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych polega na tym, że element konstrukcji z pęknięciem po pokryciu grafitem koloidalnym poddaje się naświetlaniu wiązką impulsową lasera CO2 o mocy 1000 W. Odległość powierzchni próbki od płaszczyzny soczewki skupiającej wiązkę wynosi 120 mm, przy ogniskowej soczewki 3,8”. Przesuwając wiązkę lasera względem powierzchni obrabianej z prędkością 3,5 mm/s w osłonie argonu w zakresie niskich ciśnień, tworzą się ścieżki ułożone równolegle do siebie w odległości 5 mm, a prostopadle do kierunku rozwoju pęknięcia, pierwsza w odległości 3 mm od wierzchołka pęknięcia.
Claims (1)
- Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych, znamienna tym, że stalowy element konstrukcji z pęknięciem po pokryciu grafitem koloidalnym poddaje się naświetlaniu wiązką impulsową lasera CO2 o mocy 800-1150 W, przy czym odległość powierzchni próbki od płaszczyzny soczewki skupiającej wiązkę wynosi 110-140 mm przy ogniskowej soczewki 3,8”, prędkość przesuwu wiązki względem powierzchni obrabianej 3,5-4,5 mm/s w osłonie argonu w zakresie niskich ciśnień, tworząc ścieżki ułożone równolegle do siebie we wzajemnej odległości 4-8 mm, a prostopadle do kierunku rozwoju pęknięcia, pierwsza w odległości 2,5-5 mm od wierzchołka pęknięcia.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL383662A PL212181B1 (pl) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL383662A PL212181B1 (pl) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL383662A1 PL383662A1 (pl) | 2009-05-11 |
| PL212181B1 true PL212181B1 (pl) | 2012-08-31 |
Family
ID=42986052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL383662A PL212181B1 (pl) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL212181B1 (pl) |
-
2007
- 2007-10-31 PL PL383662A patent/PL212181B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL383662A1 (pl) | 2009-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tan et al. | Laser shock peening on fatigue crack growth behaviour of aluminium alloy | |
| Mark et al. | On the evolution of local material properties and residual stress in a three-pass SA508 steel weld | |
| CN103817439B (zh) | 可显著改善接头组织及应力状态的预制焊材激光焊接方法 | |
| Dai et al. | A technique to decrease surface roughness in overlapping laser shock peening | |
| Handa et al. | Influence of wheel/rail tangential traction force on thermal cracking of railway wheels | |
| Branco et al. | Fatigue behaviour of welded joints with cracks, repaired by hammer peening | |
| Rocha et al. | Geometrical and material characterization of quenched and self-tempered steel reinforcement bars | |
| Ghahremani et al. | High cycle fatigue behaviour of impact treated welds under variable amplitude loading conditions | |
| Ahola et al. | Fatigue performance of the welded details of an old, demolished steel railway bridge | |
| Moreira et al. | Mode II fracture toughness of carbon–epoxy bonded joints with femtosecond laser treated surfaces | |
| Fu et al. | Rewelding repair effects on fatigue cracks in steel bridge deck welds | |
| Hirohata et al. | Local heating for reducing residual stress and fatigue-performance improvement of welded joints | |
| Jezernik et al. | Numerical modelling of fatigue crack initiation and growth of martensitic steels | |
| Banno et al. | Numerical investigation of influence of under-and over-treatment on residual stress state induced by HFMI | |
| Knysh et al. | Influence of hardening by high-frequency mechanical impacts of butt welded joints made of 15KhSND steel on their atmospheric corrosion and fatigue fracture resistance | |
| PL212181B1 (pl) | Metoda blokady propagacji pęknięć zmęczeniowych | |
| Groth et al. | Design of local heat treatment for crack retardation in aluminium alloys | |
| Ghahremani | Fatigue assessment of repaired highway bridge welds using local approaches | |
| Ganesh et al. | Study on enhancing fatigue life of SAE 9260 spring steel with surface defect through laser shock peening | |
| Fletcher et al. | Growth of multiple rolling contact fatigue cracks driven by rail bending modelled using a boundary element technique | |
| Tobita et al. | Effect of neutron irradiation on the mechanical properties of weld overlay cladding for reactor pressure vessel | |
| Kinoshita et al. | Fatigue strength of shot-peened welded joints of steel bridges | |
| CZ2021341A3 (cs) | Způsob prodloužení únavové životnosti lopatky turbíny postižené bodovou korozí a jeho produkt | |
| Tominaga et al. | Fatigue improvement of weld repaired crane runway girder by ultrasonic impact treatment | |
| Rodriguez‐Sanchez et al. | Offshore fatigue crack repair by grinding and wet welding |