Bu çalışmada, ömür testi sırasında hasarlanan ağır ticari araçlarda kullanılan hidrolik direksiyon kutusunda yer alan tahrik şaftının hasar analizi yapılmıştır.
Hasarlanma, ömür testleri sırasında yaklaşık 550.000 çevrim sonunda gerçekleşmiş olup hasarlanma sonrasında şaft direksiyon kutusundan sökülerek incelenmiştir. İncelemelerde optik spektrometre ile şaftın kimyasal analizi, mikro vikers yöntemi ile ısıl işlemli olan hasarlı parçanın sertlik dağılımı, optik mikroskop ile faz ve mikroyapı dağılımı incelenmiştir. Ayrıca SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ile kırık yüzey topografisi incelenmiştir. Analiz sonuçlarına göre malzemenin içyapısında test sırasında makro hasarlanmanın yanında mikro çatlakların da oluştuğu tespit edilmiştir. Malzeme içyapısında hasarlanmaya neden olacak büyüklükte empüriteler tespit edilmiş ve hasarlanmanın bu bölgelere denk tespit edilmiştir. Yapılan analiz neticesinde hasarlanan hidrolik direksiyon tahrik şaftının düşük alaşımlı 17CrNiMo6 çeliğinden imal edildiği tespit edilmiştir. Parçanın sementasyon ısıl işlemi ile yüzeyinin sertleştirildiği, yüzeyde 61HRC sertlik, sertleştirme derinliğinin ise 610 HV referans değerine göre 1,15 mm olduğu yapılan sertlik taramasında tespit edilmiştir. Parçanın makro ve mikro yapı analizlerinde; mikroyapının temperlenmiş martenzit ve kalıntı östenit içerdiği tespit edilmiştir. Kalıntı östenit miktarı %10,53 olarak bulunmuştur. Çeliğinin tane boyutunun ASTM standardına göre 6,5-7 seviyelerinde olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca yapılan ölçümlerde ortalama tane boyutu 30 mikron olarak tespit edilmiştir.
Hasarlanan bölgede dışından yapılan kirlilik analizlerinde çelik içerisinde maksimum 45 mikron boyutunda MnS kalıntıları tespit edilmişken, hasarlanan bölgeden yapılan mikroskobik incelemelerde bu değerin 450 mikron seviyelerine çıktığı tespit edilmiştir. Çeliğin analizi sırasında yapılan ölçümlerde S değerinin sınırlar içerisinde olduğu tespit edilmiştir. Ancak lokal olarak hasarlanan bölgede yapılan ölçümlerde bu değerin %0,048 değerine kadar çıktığı tespit edilmiştir. Bu değer max.0,035 değerinin üzerindedir. Bu hatanın çeliğin üretim prosesinden kaynaklandığı, haddeleme ve dövme operasyonu ile boyutlarının uzadığı düşünülmektedir. SEM analizinde parça içerisinde mikro çatlakların olduğu ve bu çatlakların malzeme kirliliğinin fazla olduğu bölgelerde olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada malzeme içerisinde yer alan empüritelerin parça ömrünü düşürdüğü ispatlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Hidrolik direksiyon, şaft hasar analizi, kırılma
|
