AbstractTribological performance of

Abstract
Tribological performance of steel materials can be substantially enhanced by various thermal surface hardening processes. For relatively low-carbon steel alloys, case carburization is often used to improve surface performance and durability. If the carbon content of steel is high enough (>0.4%), thermal treatments such as induction, flame, laser, etc. can produce adequate surface hardening without the need for surface compositional change. This paper presents an experimental study of the use of friction stir processing (FSP) as a means to hardened surface layer in AISI 4140 steel. The impacts of this surface hardening process on the friction and wear performance were evaluated under both dry and lubricated contact conditions in reciprocating sliding. FSP produced the same level of hardening and superior tribological performance when compared to conventional thermal treatment, using only 10% of the energy and without the need for quenching treatments. With FSP surface hardness of about 7.8 GPa (62 Rc) was achieved while water quenching conventional heat treatment produced about 7.5 GPa (61 Rc) hardness. Microstructural analysis showed that both FSP and conventional heat treatment produced martensite. Although the friction behavior for FSP treated surfaces and the conventional heat treatment were about the same, the wear in FSP processed surfaces was reduced by almost 2× that of conventional heat treated surfaces. The superior performance is attributed to the observed grain refinement accompanying the FSP treatment in addition to the formation of martensite. As it relates to tribological performance, this study shows FSP to be an effective, highly energy efficient, and environmental friendly (green) alternative to conventional heat treatment for steel.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อผลการดำเนินงานไทรวัสดุเหล็กสามารถเพิ่มอย่างมีนัยสำคัญโดยความร้อนที่พื้นผิวต่าง ๆ กระบวนการชุบแข็ง
สำหรับค่อนข้างต่ำคาร์บอนผสมเหล็ก carburization กรณีที่มักจะใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพและความทนทานพื้นผิว หากปริมาณคาร์บอนเหล็กสูงพอ (> 0.4%), การรักษาความร้อนเช่นการเหนี่ยวนำเปลวไฟเลเซอร์ ฯลฯ สามารถผลิตชุบแข็งพื้นผิวอย่างเพียงพอโดยไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงพื้นผิว compositional บทความนี้นำเสนอการศึกษาทดลองการใช้งานของการประมวลผลแรงเสียดทานกวน (FSP) เป็นวิธีการชั้นผิวแข็งใน AISI 4140 เหล็ก ผลกระทบของกระบวนการชุบแข็งพื้นผิวนี้แรงเสียดทานและการสึกหรอได้รับการประเมินผลการดำเนินงานภายใต้ทั้งแห้งและหล่อลื่นเงื่อนไขการติดต่อในลูกสูบเลื่อน FSP ผลิตในระดับเดียวกันของการแข็งตัวและประสิทธิภาพการทำงานที่เหนือกว่า tribological เมื่อเทียบกับการรักษาความร้อนแบบเดิมโดยใช้เพียง 10% ของพลังงานและไม่มีความจำเป็นในการดับการรักษา ด้วยความแข็งผิว FSP ประมาณ 7.8 จีพี (62 Rc) ได้สำเร็จขณะที่น้ำดับการรักษาความร้อนธรรมดาผลิตประมาณ 7.5 จีพี (61 Rc) ความแข็ง จุลภาควิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าทั้งสอง FSP และการรักษาความร้อนธรรมดาผลิต martensite แม้ว่าพฤติกรรมแรงเสียดทานในการรับการรักษา FSP พื้นผิวและการรักษาความร้อนธรรมดาประมาณเดียวกันสวมใส่ในพื้นผิวการประมวลผล FSP ลดลงเกือบ 2 ×ของความร้อนที่พื้นผิวที่ได้รับการรักษาแบบเดิม ประสิทธิภาพที่เหนือกว่ามาประกอบกับการปรับแต่งเม็ดสังเกตที่มาพร้อมกับการรักษา FSP นอกเหนือไปจากการก่อตัวของ martensite ที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติงาน tribological การศึกษานี้แสดงให้เห็น FSP จะเป็นที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (สีเขียว) ทางเลือกในการรักษาความร้อนเหล็กธรรมดา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

งาน tribological นามธรรม
วัสดุเหล็กสามารถช่วยปรับปรุงกระบวนการต่างๆ ความร้อน ผิวตึง โลหะผสมเหล็กค่อนข้างคาร์บอนต่ำ กรณีคาร์บูไรเซชั่นมักถูกใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของพื้นผิวและความทนทาน ถ้าปริมาณคาร์บอนของเหล็กสูงพอ ( 0.4% ) , การรักษาความร้อน เช่น นำ ไฟ เลเซอร์ ฯลฯสามารถผลิตได้เพียงพอ การชุบผิวแข็งโดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนประกอบภายนอก บทความนี้นำเสนอการศึกษาทดลองใช้แรงเสียดทานการประมวลผลผัด ( FSP ) เป็นวิธีการชุบแข็งผิวชั้นใน AISI 4140 .ผลกระทบของกระบวนการชุบแข็งพื้นผิวแรงเสียดทานและการสึกหรองานประเมินภายใต้ทั้งแห้งและหล่อลื่นเงื่อนไขติดต่อในแบบเลื่อน FSP ผลิตในระดับเดียวกันของประสิทธิภาพที่เหนือกว่าและแข็ง tribological เมื่อเทียบกับการรักษาความร้อนปกติ ใช้เพียง 10% ของพลังงานและโดยไม่ต้องชุบ ในการรักษากับ FSP ความแข็งผิวประมาณ 7.8 GPA ( 62 RC ) คือ ความปกติ ขณะที่น้ำดับความร้อนที่ผลิตประมาณ 7.5 GPA ( 61 RC ) ความแข็ง การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคพบว่าทั้ง FSP และรักษาความร้อนปกติผลิตเทนไซต์ แม้ว่าพฤติกรรมของแรงเสียดทานสำหรับ FSP รักษาพื้นผิวและการรักษาความร้อนปกติประมาณเดียวกันการสึกหรอใน FSP การประมวลผลพื้นผิวลดลงเกือบ 2 ×ของความร้อนปกติการรักษาพื้นผิว ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า ประกอบกับการรักษาสังเกตเม็ดกับ FSP นอกเหนือไปจากการก่อตัวของมาร์เทนไซต์ . ในขณะที่มันเกี่ยวข้องกับการแสดง tribological การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า FSP เป็นที่มีประสิทธิภาพสูง , พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ( สีเขียว ) ทางเลือกการรักษาความร้อนปกติสำหรับเหล็ก