مقایسه آماری عمر خستگی فولاد Ck45 آهنگری شده در شرایط نرماله، کوئنچ و تمپرشده با شرایط کوئنچ و تمپرشده

در فرآیند تولید، نرمال کردن معمولا پس از عملیات آهنگری و قبل از عملیات کوئنچ و تمپر بر روی قطعات صنعتی انجام می شود. این عملیات موجب یکنواخت و ریز شدن ریزساختار می گردد. با توجه به تاثیر کم عملیات نرماله بر خواص مکانیکی فولاد Ck45 آهنگری، کوئنچ و تمپرشده و ضرورت کاهش هزینه های تولید، حذف این عملیات پس از آهنگری مطلوب به نظر می رسد. نتایج بررسی های ریزساختاری، سختی سنجی و آزمایش کشش، تاثیر بسیار کم عملیات نرماله را بر خواص یاد شده تایید می نمایند. لکن خواص خستگی از اهمیت بالائی برخودار می باشد که موضوع اصلی این تحقیق است. عمر خستگی قطعات در حالت آهنگری، کوئنچ و تمپرشده و حالت آهنگری، نرماله، کوئنچ و تمپرشده مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 64 آزمون خستگی خمشی دورانی (R=-1) در چهار دامنه تنش مختلف انجام شد. این آزمایشات در تنش های متوسط به بالا، 59/0 تا 68/0 برابر استحکام کششی، انجام شد. متوسط عمر نمونه های نرماله، کوئنچ و تمپرشده در دامنه تنش های 508، 516، 534 و 583 مگاپاسکال به ترتیب برابر با 261هزار، 194هزار، 119هزار و 54هزار سیکل و متوسط عمر نمونه های کوئنچ و تمپرشده در تنش های یاد شده به ترتیب برابر با 209هزار، 138هزار، 101هزار و 46هزار سیکل بود. مقایسه نتایج در هر دامنه تنش نشان دهنده متوسط عمر بیشتر نمونه های نرمال شده می باشد لکن به خاطر تعداد محدود نمونه ها در هر سطح تنش آزمون واریانس، اختلاف معنی داری را میان عمر خستگی در دو حالت عملیات حرارتی تایید نمی نماید. در واقع توان آزمون آماری در تشخیص اختلاف بین متوسط طول عمر کم است. از این رو، نویسندگان مقاله روشی را برای هم ارزسازی نتایج چهار سطح تنش پیشنهاد نموده و پس از هم ارز نمودن، تمام نتایج را در یک آزمون میانگین با واریانس نامعلوم و توان بیشتر مقایسه کردند. نتیجه آزمون واریانس در این حالت حاکی از اختلاف میانگین دو جامعه در سطح معنی دار 5% بوده و عمر متوسط خستگی قطعات نرمال شده حداقل 18% بیش تر از عمر قطعات نرمال نشده تخمین زده می شود.