فرآيند ساچمه زني (Shot Peening)

متن كامل این مقاله در مجله پوششهاي سطحي شماره 22-زمستان 1386 به چاپ رسیده است كه ميتوانيد متن كامل را از طريق لينك انتهاي مطلب دانلود نماييد.

ساچمه زنی یک فرآیند کار سرد است که در آن سطح قطعه توسط ذرات ریز نسبتا کروی (ساچمه) تحت ضربات شدید قرار میگیرد. هر گلوله ساچمه مانند یک چکش ضربه زنی کوچک عمل کرده و در سطح قطعه یک گودی یا فرورفتگی ایجاد میکند. برای تشکیل این گودی باید لایه سطحی فلز به نقطه تسلیم کششی خود برسد تا تغییر فرم پلاستیک ایجاد شود. در لایه زیرین سطح٫ ذرات فشرده شده سعی میکنند تا سطح را به حالت اولیه خود برگردانند که در نتیجه یک ناحیه نیم کروی از فلز کارسرد شده که تحت تنش فشاری شدیدی قرار دارد٫ ایجاد میگردد. با ادامه ساچمه زنی و همپوشانی فرورفتگیهای ناشی از برخورد ساچمه ها به سطح٫ یک لایه یکنواخت با تنش فشاری باقیمانده تشکیل میشود.

این موضوع روشن است که معمولا ایجاد و رشد ترکها در ناحیه تحت فشار ممکن نیست. از طرف دیگر تقریبا تمام ترکهای ناشی از خستگی یا خوردگی تنشی از سطح یا نزدیک سطح آغاز میشوند. در نتیجه قطعاتی که ساچمه زنی شده اند٫ دارای عمر کاری بیشتری در اینگونه شرایط میباشند. مقدار تنش فشاری باقیمانده در قطعه در اثر ساچمه زنی حداقل برابر نصف مقدار استحکام کششی ماده میباشد.

در اغلب فرآیندهای شکست زمانبر٫ عامل اصلی شکست٫ تنشهای کششی میباشند. این تنشها میتواند ناشی از اعمال بار خارجی و یا تنشهای باقیمانده در اثر فرآیند ساخت (مانند جوشکاری٫ سنگ زنی و …) باشد. تنش کششی تمایل دارد تا ذرات تشکیل دهنده قطعه را از هم دور کند و لذا میتواند باعث ایجاد ترک شود. تنش فشاری باعث فشرده شدن مرزدانه های سطحی شده و شروع ترک را بمدت قابل ملاحظه ای به تاخیر میاندازد. از طرف دیگر از آنجایی که رشد ترک در ناحیه تحت فشار بسیار آهسته تر میباشد٫ هرچه عمق سطح فشرده شده بیشتر باشد میزان مقاومت به ترک بیشتر خواهد بود.

ساچمه زنی معمولا برای کاهش اثر تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در فلزات استحکام بالا٫ سازه های تحت بارهای سیکلی و دینامیک و همچنین جوشکاری های ترمیمی قطعات٫ خصوصا مواقعی که امکان تنشزدایی وجود ندارد کاربرد وسیعی دارد.

منبع: Shot Peening Aplication by Metal Improvement Co