310 Хемијска компонента цеви завојнице од нерђајућег челика, Утицај површинских дефеката у челичној жици каљене у уљу на век замора опруга вентила у аутомобилским моторима

Хвала вам што сте посетили Натуре.цом.Користите верзију претраживача са ограниченом подршком за ЦСС.За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или онемогућите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у).Поред тога, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказујемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
Клизачи који приказују три чланка по слајду.Користите дугмад назад и следећи да бисте се кретали кроз слајдове или дугмад контролора слајдова на крају да бисте се кретали кроз сваки слајд.

Намотане цеви од нерђајућег челика 310 / намотане цевиХемијски састави састав

Следећа табела приказује хемијски састав нерђајућег челика 310С.

10*1мм 9,25*1,24 мм 310 Добављачи капиларних намотаних цеви од нерђајућег челика

Физичка својства

Физичка својства нерђајућег челика 310С су приказана у следећој табели.

Механичка својства

Следећа табела приказује механичка својства нерђајућег челика 310С.

Термичка својства

Термичка својства нерђајућег челика 310С су дата у следећој табели.

Друге ознаке

Остале ознаке еквивалентне нерђајућем челику 310С наведене су у следећој табели.

Сврха ове студије је да се процени заморни век опруге вентила аутомобилског мотора при наношењу микродефекта на уљем каљену жицу од 2300 МПа (ОТ жица) са критичном дубином дефекта од 2,5 мм у пречнику.Прво, деформација површинских дефеката ОТ жице током израде опруге вентила је добијена анализом коначних елемената применом субсимулационих метода, а заостали напон готове опруге је измерен и примењен на модел анализе напрезања опруге.Друго, анализирајте снагу опруге вентила, проверите заостало напрезање и упоредите ниво примењеног напона са површинским несавршеностима.Треће, утицај микродефекта на заморни век опруге је процењен применом напрезања на површинске дефекте добијене анализом чврстоће опруге на СН криве добијене тестом замора при савијању током ротације жице ОТ.Дубина дефекта од 40 µм је тренутни стандард за управљање површинским дефектима без угрожавања века трајања.
Аутомобилска индустрија има снажну потражњу за лаким аутомобилским компонентама за побољшање ефикасности горива у возилима.Стога се последњих година повећава употреба напредног челика високе чврстоће (АХСС).Опруге вентила за аутомобилске моторе углавном се састоје од челичних жица отпорних на топлоту, отпорност на хабање и не опуштене у уљу каљене челичне жице (ОТ жице).
Због своје велике затезне чврстоће (1900–2100 МПа), тренутно коришћене ОТ жице омогућавају смањење величине и масе опруга вентила мотора, побољшавају ефикасност горива смањењем трења са околним деловима1.Због ових предности, употреба високонапонске жичане шипке се брзо повећава, а једна за другом се појављују жичане шипке ултра високе чврстоће класе 2300МПа.Опруге вентила у аутомобилским моторима захтевају дуг радни век јер раде под великим цикличним оптерећењима.Да би испунили овај захтев, произвођачи обично узимају у обзир век трајања замора већи од 5,5×107 циклуса када пројектују опруге вентила и примењују заостало напрезање на површину опруге вентила кроз процесе бризгања и топлотног скупљања како би се побољшао животни век замора2.
Било је доста студија о веку замора спиралних опруга у возилима у нормалним условима рада.Гзал и др.Приказане су аналитичке, експерименталне и анализе коначних елемената (ФЕ) елиптичних спиралних опруга са малим угловима спирале под статичким оптерећењем.Ова студија пружа експлицитан и једноставан израз за локацију максималног смичног напрезања у односу на однос ширине и висине и индекс крутости, а такође пружа аналитички увид у максимално напон на смицање, критични параметар у практичним пројектима3.Пасторчић и др.Описани су резултати анализе уништења и замора спиралне опруге уклоњене са приватног аутомобила након квара у раду.Експерименталним методама испитана је сломљена опруга и резултати сугеришу да је ово пример отказивања корозионим замором4.рупа, итд. Развијено је неколико модела животног века опруге са линеарном регресијом да би се проценио век замора аутомобилских спиралних опруга.Путра и др.Због неравнине коловозне површине одређује се век трајања спиралне опруге аутомобила.Међутим, мало је истраживања урађено о томе како површински дефекти који се јављају током процеса производње утичу на животни век аутомобилских опруга.
Површински дефекти који се јављају током процеса производње могу довести до локалне концентрације напрезања у опругама вентила, што значајно смањује њихов век трајања.Површинске дефекте вентилских опруга изазивају различити фактори, као што су површински недостаци коришћених сировина, недостаци алата, грубо руковање током хладног ваљања7.Површински дефекти сировине су стрмо В-облика услед врућег ваљања и вишепролазног извлачења, док су дефекти изазвани алатом за формирање и непажљивим руковањем у облику слова У са благим нагибима8,9,10,11.Дефекти у облику слова В изазивају веће концентрације напрезања него дефекти у облику слова У, тако да се на почетни материјал обично примењују строги критеријуми управљања дефектима.
Тренутни стандарди управљања површинским дефектима за ОТ жице укључују АСТМ А877/А877М-10, ДИН ЕН 10270-2, ЈИС Г 3561 и КС Д 3580. ДИН ЕН 10270-2 наводи да је дубина површинског дефекта на пречницима жице од 0,5– 10 мм је мање од 0,5–1% пречника жице.Поред тога, ЈИС Г 3561 и КС Д 3580 захтевају да дубина површинских дефеката у жичаној шипки пречника 0,5–8 мм буде мања од 0,5% пречника жице.У АСТМ А877/А877М-10, произвођач и купац морају да се договоре о дозвољеној дубини површинских дефеката.Да би се измерила дубина дефекта на површини жице, жица се обично нагриза хлороводоничном киселином, а затим се дубина дефекта мери микрометром.Међутим, овом методом се могу мерити недостаци само у одређеним областима, а не на целој површини финалног производа.Због тога произвођачи користе испитивање вртложним струјама током процеса извлачења жице за мерење површинских недостатака у континуирано произведеној жици;ови тестови могу мерити дубину површинских дефеката до 40 µм.Челична жица од 2300МПа која се развија има већу затезну чврстоћу и ниже издужење од постојеће челичне жице од 1900-2200МПа, тако да се век трајања опруге вентила сматра веома осетљивим на површинске дефекте.Због тога је неопходно проверити сигурност примене постојећих стандарда за контролу дубине површинских дефеката од челичне жице класе 1900-2200 МПа до челичне жице марке 2300 МПа.
Сврха ове студије је да се процени век замора опруге вентила аутомобилског мотора када се минимална дубина квара мерљива испитивањем вртложне струје (тј. 40 µм) примени на ОТ жицу од 2300 МПа (пречник: 2,5 мм): критична грешка дубина .Допринос и методологија ове студије су следећи.
Као почетни дефект у ОТ жици коришћен је дефект у облику слова В, који озбиљно утиче на век трајања замора, у попречном правцу у односу на осу жице.Размотрите однос димензија (α) и дужине (β) површинског дефекта да бисте видели ефекат његове дубине (х), ширине (в) и дужине (л).Површински дефекти се јављају унутар опруге, где прво долази до квара.
За предвиђање деформације почетних дефеката у ОТ жици током хладног намотаја коришћен је субсимулациони приступ који је узео у обзир време анализе и величину површинских дефеката, пошто су дефекти веома мали у поређењу са ОТ жицом.глобални модел.
Заостала тлачна напрезања у опруги након двостепеног сачмарења израчуната су методом коначних елемената, а резултати су упоређени са мерењима после сачмарења да би се потврдио аналитички модел.Поред тога, мерена су заостала напрезања у опругама вентила из свих производних процеса и примењена на анализу чврстоће опруге.
Напони у површинским дефектима се предвиђају анализом чврстоће опруге, узимајући у обзир деформацију дефекта при хладном ваљању и заостало тлачно напрезање у готовој опруги.
Испитивање замора при ротационом савијању изведено је коришћењем ОТ жице направљене од истог материјала као и опруга вентила.У циљу повезивања карактеристика заосталог напрезања и површинске храпавости произведених опруга вентила са ОТ линијама, СН криве су добијене испитивањем замора при ротирању савијања након примене двостепеног бризгања и торзије као процеса претходног третмана.
Резултати анализе чврстоће опруге се примењују на Гудманову једначину и СН криву за предвиђање заморног века опруге вентила, а такође се оцењује утицај дубине дефекта површине на век трајања замора.
У овој студији, 2300 МПа ОТ граде жица пречника 2,5 мм је коришћена за процену заморног века опруге вентила аутомобилског мотора.Прво је извршен тест затезања жице да би се добио њен модел дуктилног лома.
Механичка својства ОТ жице су добијена испитивањем затезања пре анализе коначних елемената процеса хладног намотавања и чврстоће опруге.Крива напон-деформација материјала одређена је на основу резултата испитивања затезања при брзини деформације од 0,001 с-1, као што је приказано на сл.1. Користи се СВОНБ-В жица, а њена граница течења, затезна чврстоћа, модул еластичности и Поиссонов однос су 2001,2МПа, 2316МПа, 206ГПа и 0,3 респективно.Зависност напона од деформације струјања добија се на следећи начин:
Пиринач.2 илуструје процес дуктилног лома.Материјал се током деформације подвргава еластопластичној деформацији, а материјал се сужава када напон у материјалу достигне своју затезну чврстоћу.Након тога, стварање, раст и повезивање празнина унутар материјала доводе до уништења материјала.
Модел дуктилног лома користи модел критичне деформације модификован напрезањем који узима у обзир ефекат напона, а лом после врата користи метод акумулације оштећења.Овде је почетак оштећења изражен као функција деформације, триаксијалности напона и брзине деформације.Триаксијалност напона се дефинише као просечна вредност добијена дељењем хидростатичког напона изазваног деформацијом материјала до формирања грла ефективним напоном.У методи акумулације штете, до уништења долази када вредност оштећења достигне 1, а енергија потребна да се достигне вредност штете од 1 дефинисана је као енергија уништења (Гф).Енергија лома одговара области праве криве напон-померање материјала од грла до времена лома.
У случају конвенционалних челика, у зависности од режима напрезања, дуктилни лом, лом на смицање или ломљени мешовити начин настају услед дуктилности и лома на смицање, као што је приказано на слици 3. Деформација лома и триаксијалност напона показали су различите вредности за образац прелома.
Пластични лом се јавља у области која одговара триаксијалности напона већој од 1/3 (зона И), а деформација лома и триаксијалност напона могу се закључити из тестова затезања на узорцима са површинским дефектима и зарезима.У области која одговара триаксијалности напона од 0 ~ 1/3 (зона ИИ), долази до комбинације дуктилног лома и смицања (тј. кроз торзиони тест. У области која одговара триаксијалности напона од -1/3 до 0 (ИИИ), смичући лом изазван компресијом, и деформација лома и троаксијалност напона могу се добити тестом нарушавања.
За ОТ жице које се користе у производњи опруга вентила мотора, потребно је узети у обзир ломове узроковане различитим условима оптерећења током процеса производње и условима примене.Због тога су извршена испитивања затезања и торзије да би се применио критеријум деформације лома, узет је у обзир ефекат триаксијалности напона на сваки начин напрезања и извршена је еластопластична анализа коначних елемената при великим деформацијама да би се квантификовала промена триаксијалности напона.Режим компресије није узет у обзир због ограничења обраде узорка, наиме, пречник ОТ жице је само 2,5 мм.У табели 1 наведени су услови испитивања затезања и торзије, као и триаксијалност напона и деформација лома, добијени анализом коначних елемената.
Деформација лома конвенционалних триаксијалних челика под напрезањем може се предвидети коришћењем следеће једначине.
где је Ц1: \({\оверлине{{\варепсилон}_{0}}}^{пл}\) чист рез (η = 0) и Ц2: \({\оверлине{{\варепсилон}_{0} } }^{пл}\) Једноосна напетост (η = η0 = 1/3).
Линије тренда за сваки режим напрезања се добијају применом вредности деформације лома Ц1 и Ц2 у једначини.(2);Ц1 и Ц2 се добијају испитивањем затезања и торзије на узорцима без површинских дефеката.Слика 4 приказује триаксијалност напона и деформацију лома добијене из испитивања и линије тренда предвиђене једначином.(2) Линија тренда добијена из теста и однос између триаксијалности напона и деформације лома показују сличан тренд.Деформација лома и триаксијалност напона за сваки модус напрезања, добијени применом линија тренда, коришћени су као критеријуми дуктилног лома.
Енергија лома се користи као својство материјала за одређивање времена ломљења након грлића и може се добити тестовима затезања.Енергија лома зависи од присуства или одсуства пукотина на површини материјала, пошто време до лома зависи од концентрације локалних напона.На сликама 5а-ц приказане су енергије лома узорака без површинских дефеката и узорака са зарезима Р0,4 или Р0,8 из испитивања затезања и анализе коначних елемената.Енергија лома одговара области праве криве напон-померање од врата до времена лома.
Енергија лома ОТ жице са финим површинским дефектима је предвиђена извођењем тестова затезања на ОТ жици са дубином дефекта већом од 40 µм, као што је приказано на слици 5д.У испитивању затезања коришћено је десет примерака са дефектима, а просечна енергија лома процењена је на 29,12 мЈ/мм2.
Стандардизовани површински дефект се дефинише као однос дубине дефекта и пречника жице опруге вентила, без обзира на геометрију површинског дефекта ОТ жице која се користи у производњи аутомобилских опруга вентила.Дефекти ОТ жице могу се класификовати на основу оријентације, геометрије и дужине.Чак и са истом дубином дефекта, ниво напрезања који делује на површински дефект у опруги варира у зависности од геометрије и оријентације дефекта, тако да геометрија и оријентација дефекта могу утицати на чврстоћу на замор.Због тога је неопходно узети у обзир геометрију и оријентацију дефеката који имају највећи утицај на заморни век опруге како би се применили строги критеријуми за управљање површинским дефектима.Због фино зрнасте структуре ОТ жице, њен век трајања је веома осетљив на зарезивање.Према томе, дефект који показује највећу концентрацију напона према геометрији и оријентацији дефекта треба утврдити као почетни дефект анализом коначних елемената.На сл.Слика 6 приказује опруге аутомобилских вентила ултра-високе чврстоће класе 2300 МПа коришћене у овој студији.
Површински дефекти ОТ жице се према оси опруге деле на унутрашње и спољашње дефекте.Због савијања током хладног ваљања, напон притиска и затезања делује на унутрашњу и спољашњу страну опруге, респективно.Лом може бити узрокован површинским дефектима који се појављују споља услед затезних напона током хладног ваљања.
У пракси, опруга је подвргнута периодичној компресији и опуштању.При сабијању опруге челична жица се увија, а услед концентрације напона, смичући напон унутар опруге је већи од околног смичног напона7.Према томе, ако постоје површински недостаци унутар опруге, вероватноћа лома опруге је највећа.Дакле, спољна страна опруге (место где се очекује квар током производње опруге) и унутрашња страна (где је напон највећи у стварној примени) постављају се као локације површинских дефеката.
Геометрија површинског дефекта ОТ линија подељена је на У-облик, В-облик, И-облик и Т-облик.И-тип и Т-тип углавном постоје у површинским дефектима сировина, а У-тип и В-тип дефекти настају услед непажљивог руковања алатом у процесу хладног ваљања.Што се тиче геометрије површинских дефеката у сировинама, дефекти у облику слова У који настају услед неуједначене пластичне деформације током врућег ваљања деформишу се у дефекте шава у облику слова В, И и Т при вишепролазном истезању8, 10.
Поред тога, дефекти у облику слова В, И и Т са стрмим нагибима зареза на површини биће изложени високој концентрацији напрезања током рада опруге.Опруге вентила се савијају током хладног ваљања и увијају током рада.Концентрације напона дефекта у облику слова В и И са већим концентрацијама напона су упоређене коришћењем анализе коначних елемената, АБАКУС – комерцијалног софтвера за анализу коначних елемената.Однос напон-деформација приказан је на слици 1 и једначини 1. (1) Ова симулација користи дводимензионални (2Д) правоугаони елемент са четири чвора, а минимална дужина странице елемента је 0,01 мм.За аналитички модел, дефекти у облику слова В и И са дубином од 0,5 мм и нагибом дефекта од 2° примењени су на 2Д модел жице пречника 2,5 мм и дужине 7,5 мм.
На сл.7а приказује концентрацију напона савијања на врху сваког дефекта када се момент савијања од 1500 Нмм примени на оба краја сваке жице.Резултати анализе показују да се максимални напони од 1038,7 и 1025,8 МПа јављају на врховима дефеката у облику слова В и И, респективно.На сл.7б приказује концентрацију напона на врху сваког дефекта изазваног торзијом.Када је лева страна ограничена и обртни момент од 1500 Н∙мм примењен на десну страну, исти максимални напон од 1099 МПа јавља се на врховима дефеката у облику слова В и И.Ови резултати показују да дефекти В-типа показују већи напон савијања од дефекта И-типа када имају исту дубину и нагиб дефекта, али доживљавају исти торзиони напон.Због тога се површински дефекти у облику слова В и И са истом дубином и нагибом дефекта могу нормализовати на оне у облику слова В са већим максималним напрезањем узрокованим концентрацијом напона.Однос величине дефекта типа В је дефинисан као α = в/х користећи дубину (х) и ширину (в) дефеката В-типа и Т-типа;дакле, дефект Т-типа (α ≈ 0), уместо тога, геометрија се може дефинисати геометријском структуром дефекта В-типа.Због тога се дефекти типа И и Т могу нормализовати дефектима типа В.Користећи дубину (х) и дужину (л), однос дужина се иначе дефинише као β = л/х.
Као што је приказано на слици 811, правци површинских дефеката ОТ жица подељени су на уздужне, попречне и косе правце, као што је приказано на слици 811. Анализа утицаја оријентације површинских дефеката на чврстоћу опруге коначним елементом. методом.
На сл.9а приказан је модел анализе напрезања опруге вентила мотора.Као услов анализе, опруга је компримована са слободне висине од 50,5 мм на чврсту висину од 21,8 мм, максимални напон од 1086 МПа је генерисан унутар опруге, као што је приказано на слици 9б.Пошто се квар стварних опруга вентила мотора углавном дешава унутар опруге, очекује се да ће присуство унутрашњих површинских дефеката озбиљно утицати на век трајања опруге.Због тога се површински дефекти у уздужном, попречном и косом правцу примењују на унутрашњост опруга вентила мотора применом техника субмоделирања.У табели 2 приказане су димензије површинских дефеката и максималног напрезања у сваком правцу дефекта при максималној компресији опруге.Највећи напони су уочени у попречном правцу, а однос напона у уздужном и косом правцу према попречном правцу процењен је на 0,934–0,996.Однос напона се може одредити једноставним дељењем ове вредности са максималним попречним напоном.Максимални напон у опруги се јавља на врху сваког површинског дефекта, као што је приказано на слици 9с.Уочене вредности напона у уздужном, попречном и косом правцу су 2045, 2085 и 2049 МПа, респективно.Резултати ових анализа показују да дефекти попречне површине имају најдиректнији утицај на заморни век опруга вентила мотора.
Дефект у облику слова В, за који се претпоставља да најдиректније утиче на замор опруге вентила мотора, изабран је као почетни дефект ОТ жице, а попречни правац је изабран као правац дефекта.Овај квар се јавља не само споља, где је опруга вентила мотора пукла током производње, већ и изнутра, где долази до највећег напрезања услед концентрације напрезања током рада.Максимална дубина мане је постављена на 40 µм, што се може детектовати детекцијом грешака вртложним струјама, а минимална дубина је подешена на дубину која одговара 0,1% пречника жице од 2,5 мм.Дакле, дубина дефекта је од 2,5 до 40 µм.Дубина, дужина и ширина пукотина са односом дужина од 0,1~1 и односом дужина од 5~15 коришћене су као варијабле, а процењен је њихов утицај на заморну чврстоћу опруге.У табели 3 су наведени аналитички услови одређени коришћењем методологије површине одговора.
Опруге вентила за аутомобилске моторе се производе хладним намотавањем, каљењем, пескарењем и топлотним подешавањем ОТ жице.Промене у површинским дефектима током производње опруге морају се узети у обзир да би се проценио утицај почетних површинских дефеката у ОТ жицама на век замора опруга вентила мотора.Стога се у овом одељку користи анализа коначних елемената за предвиђање деформација површинских дефеката ОТ жице током производње сваке опруге.
На сл.10 приказује процес хладног намотавања.Током овог процеса, ОТ жица се доводи у водич жице помоћу ваљка за увлачење.Водилица жице доводи и подржава жицу како би се спречило савијање током процеса формирања.Жица која пролази кроз водилицу жице је савијена од стране прве и друге шипке да би се формирала завојна опруга са жељеним унутрашњим пречником.Корак опруге се производи померањем корачног алата након једног обртаја.
На сл.11а приказује модел коначних елемената који се користи за процену промене геометрије површинских дефеката током хладног ваљања.Формирање жице се углавном завршава клином за намотавање.Пошто слој оксида на површини жице делује као мазиво, ефекат трења напојног ваљка је занемарљив.Због тога су у прорачунском моделу доводни ваљак и водич жице поједностављени као чаура.Коефицијент трења између ОТ жице и алата за обликовање постављен је на 0,05.2Д раван крутог тела и услови фиксације се примењују на леви крај линије тако да се може убацити у правцу Кс истом брзином као и ваљак за увлачење (0,6 м/с).На сл.11б приказује метод суб-симулације који се користи за примену малих дефеката на жице.Да би се узела у обзир величина површинских дефеката, подмодел се примењује два пута за површинске дефекте дубине од 20 µм или више и три пута за површинске дефекте дубине мање од 20 µм.Површински дефекти се примењују на површине формиране једнаким корацима.У укупном моделу опруге, дужина правог комада жице је 100 мм.За први подмодел примените подмодел 1 дужине 3 мм на уздужни положај од 75 мм од глобалног модела.Ова симулација користила је тродимензионални (3Д) хексагонални елемент са осам чворова.У глобалном моделу и подмоделу 1, минимална бочна дужина сваког елемента је 0,5 и 0,2 мм, респективно.Након анализе подмодела 1, површински дефекти се примењују на подмодел 2, а дужина и ширина подмодела 2 су 3 пута веће од дужине површинског дефекта да би се елиминисао утицај граничних услова подмодела, у Поред тога, 50% дужине и ширине се користи као дубина подмодела.У подмоделу 2, минимална бочна дужина сваког елемента је 0,005 мм.Одређени површински дефекти су примењени на анализу коначних елемената као што је приказано у табели 3.
На сл.На слици 12 приказана је расподела напона у површинским пукотинама након хладног рада намотаја.Општи модел и подмодел 1 показују скоро исте напоне од 1076 и 1079 МПа на истом месту, што потврђује исправност методе субмоделирања.Локалне концентрације напона се јављају на граничним ивицама подмодела.Очигледно, то је због граничних услова подмодела.Због концентрације напона, подмодел 2 са примењеним површинским дефектима показује напон од 2449 МПа на врху дефекта током хладног ваљања.Као што је приказано у табели 3, површински дефекти идентификовани методом површине одговора су примењени на унутрашњу страну опруге.Резултати анализе коначних елемената су показали да ниједан од 13 случајева површинских дефеката није пропао.
Током процеса намотавања у свим технолошким процесима, дубина површинских дефеката унутар опруге је повећана за 0,1–2,62 µм (Сл. 13а), а ширина је смањена за 1,8–35,79 µм (Сл. 13б), док је дужина повећана за 0,72 µм. –34,47 µм (слика 13ц).Пошто је попречни дефект у облику слова В затворен по ширини савијањем током процеса хладног ваљања, он се деформише у дефект у облику слова В са стрмијим нагибом од првобитног дефекта.
Деформација у дубини, ширини и дужини површинских дефеката ОТ жице у процесу производње.
Нанесите површинске дефекте на спољашњу страну опруге и предвидите вероватноћу лома током хладног ваљања користећи анализу коначних елемената.Под условима наведеним у табели.3, не постоји вероватноћа уништења дефеката на спољној површини.Другим речима, није дошло до деструкције на дубини површинских дефеката од 2,5 до 40 µм.
Да би се предвидели критични површински дефекти, спољни ломови током хладног ваљања су истраживани повећањем дубине дефекта са 40 µм на 5 µм.На сл.14 приказује ломове дуж површинских дефеката.Лом се јавља у условима дубине (55 µм), ширине (2 µм) и дужине (733 µм).Показало се да је критична дубина површинског дефекта изван опруге 55 μм.
Процес сачмарења потискује раст пукотина и повећава животни век замора стварањем заосталог тлачног напрезања на одређеној дубини од површине опруге;међутим, он индукује концентрацију напона повећањем храпавости површине опруге, чиме се смањује отпор опруге на замор.Због тога се технологија секундарног бризгања користи за производњу опруга велике чврстоће како би се надокнадило смањење века трајања због повећања храпавости површине изазване чвржењем.Двостепено бризгање може побољшати храпавост површине, максимално заостало тлачно напрезање и површинско тлачно заостало напрезање јер се друго бризгање врши након првог шута12,13,14.
На сл.15 приказан је аналитички модел процеса пескарења.Направљен је еластично-пластични модел у коме је 25 лопти бачено у циљно локално подручје ОТ линије за пескарење.У моделу анализе пескарења, површински дефекти ОТ жице деформисани током хладног намотавања коришћени су као почетни дефекти.Уклањање заосталих напона насталих од процеса хладног ваљања каљењем пре процеса пескарења.Коришћена су следећа својства сачмарске кугле: густина (ρ): 7800 кг/м3, модул еластичности (Е) – 210 ГПа, Поиссонов однос (υ): 0,3.Коефицијент трења између лопте и материјала је постављен на 0,1.Пуцње пречника 0,6 и 0,3 мм избачене су истом брзином од 30 м/с током првог и другог пролаза ковања.Након процеса пескарења (између осталих производних процеса приказаних на слици 13), дубина, ширина и дужина површинских дефеката унутар опруге кретале су се од -6,79 до 0,28 µм, -4,24 до 1,22 µм и -2,59 до 1,69 µм. µм, односно µм.Због пластичне деформације пројектила избаченог окомито на површину материјала, дубина дефекта се смањује, посебно се ширина дефекта значајно смањује.Очигледно, дефект је затворен због пластичне деформације изазване бризгањем.
Током процеса топлотног скупљања, ефекти хладног скупљања и нискотемпературног жарења могу истовремено деловати на опругу вентила мотора.Хладно подешавање максимизира ниво напетости опруге тако што је компресује на највиши могући ниво на собној температури.У овом случају, ако је опруга вентила мотора оптерећена изнад границе течења материјала, опруга вентила мотора се пластично деформише, повећавајући границу течења.Након пластичне деформације, опруга вентила се савија, али повећана граница попуштања обезбеђује еластичност опруге вентила у стварном раду.Нискотемпературно жарење побољшава отпорност на топлоту и деформацију вентилских опруга које раде на високим температурама2.
Површински дефекти деформисани током пескарења у ФЕ анализи и поље заосталог напрезања мерено опремом за рендгенску дифракцију (КСРД) примењени су на подмодел 2 (слика 8) да би се закључила промена дефеката током топлотног скупљања.Опруга је дизајнирана да ради у опсегу еластичности и сабијена је са своје слободне висине од 50,5 мм до своје чврсте висине од 21,8 мм, а затим је остављена да се врати на своју првобитну висину од 50,5 мм као услов анализе.Током топлотног скупљања, геометрија дефекта се незнатно мења.Очигледно, заостали напон притиска од 800 МПа и више, настао пескарењем, потискује деформацију површинских дефеката.Након топлотног скупљања (слика 13), дубина, ширина и дужина површинских дефеката варирали су од -0,13 до 0,08 µм, од -0,75 до 0 µм и од 0,01 до 2,4 µм, респективно.
На сл.16 упоређује деформације У-облика и В-облика дефекта исте дубине (40 µм), ширине (22 µм) и дужине (600 µм).Промена ширине дефеката у облику слова У и В је већа од промене дужине, што је узроковано затварањем у правцу ширине током процеса хладног ваљања и пескарења.У поређењу са дефектима у облику слова У, дефекти у облику слова В формирани су на релативно већој дубини и са стрмијим нагибима, што сугерише да се може предузети конзервативни приступ када се примењују дефекти у облику слова В.
Овај одељак говори о деформацији почетног дефекта у ОТ линији за сваки производни процес опруге вентила.Почетни дефект ОТ жице се примењује на унутрашњу страну опруге вентила где се очекује квар услед великих напона током рада опруге.Попречни површински дефекти ОТ жица у облику слова В су се незнатно повећали у дубини и дужини и нагло смањили у ширину због савијања током хладног намотавања.Затварање у правцу ширине се дешава током бризгања са мало или нимало приметне деформације дефекта током коначног загревања.У процесу хладног ваљања и куглања долази до велике деформације у правцу ширине услед пластичне деформације.Дефект у облику слова В унутар опруге вентила се трансформише у дефект у облику слова Т услед затварања ширине током процеса хладног ваљања.