DETERMINATION OF FATIGUE STRESS OF ACCELERATED COOLED S275 QUALITY PROFILE STEELS

Abstract

ABSTRACT

In this study, the changes in the microstructure and mechanical properties of S275JR quality steel profiles in sizes HEA 120 and HEB 120 to 140 after the "Accelerated Cooling and Self-Tempering (HS-KT)" heat treatment were examined. HS-KT heat treatment is carried out with a specially designed and manufactured system that sprays the air + water mixture onto the profile surface in a pulverized manner. HS-KT heat treatment was applied to the profiles at 12 bar air pressure 20 seconds cooling time. Microstructure examination of profiles with and without HS-KT applied was carried out by SEM analysis . Mechanical properties were determined by hardness measurement and flexture strength and fatigue tests. Hardness measurement was determined in HB with a 5 mm diameter ball under a load of 750 kg. the Results show that the The fatigue strength decreases with increasing number of cycles for all three specimen geometries, following typical fatigue behavior. The fatigue limit increases slightly with thickness, from 564 MPa for the thinnest section to around 700 MPa for the thicker sections. Thickness increases the resistance of steel to both crack initiation and propagation mechanisms under cyclic stresses, leading to an improved inherent fatigue limit.An inverse relationship between hardness and thickness for the tested S275JR steel sections, with the thinnest HEB 120 displaying the highest hardness. Section size influences the mechanical properties.The HEA 120 section has the highest average flexural strength, followed by HEB 120 and HEB 140. The specific application and design requirements will dictate the significance of these results in practical use. .

ÖZET

Bu çalışmada HEA 120 ve HEB 120 ila 140 ebatlarındaki S275JR kalite çelik profillerin "Hızlandırılmış Soğutma ve Kendiliğinden Temperleme (HS-KT)" ısıl işlemi sonrasında mikroyapısında ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimler incelenmiştir. HS-KT ısıl işlemi, hava + su karışımını profil yüzeyine toz halinde püskürten özel tasarım ve imalat sistemi ile gerçekleştirilir. Profillere 12 bar hava basıncında 20 saniye soğuma süresinde HS-KT ısıl işlemi uygulandı. HS-KT uygulanmış ve HS-KT uygulanmamış profillerin mikroyapı incelemesi SEM analizi ile gerçekleştirildi. Mekanik özellikler sertlik ölçümü ve eğilme mukavemeti ve yorulma testleri ile belirlendi. Sertlik ölçümü HB'de 750 kg'lık bir yük altında 5 mm çapında bir bilya ile belirlendi.

Sonuçlar, tipik yorulma davranışını takiben, her üç numune geometrisi için döngü sayısı arttıkça yorulma mukavemetinin azaldığını göstermektedir. Yorulma sınırı kalınlıkla birlikte hafifçe artar; en ince bölüm için 564 MPa'dan daha kalın bölümler için yaklaşık 700 MPa'ya kadar çıkar. Kalınlık, çeliğin döngüsel gerilimler altında hem çatlak başlatma hem de yayılma mekanizmalarına karşı direncini artırarak doğal yorulma sınırının iyileşmesine yol açar. Test edilen S275JR çelik bölümleri için sertlik ve kalınlık arasında ters bir ilişki vardır; en ince HEB 120 en yüksek sertliği gösterir. Kesit boyutu mekanik özellikleri etkiler. HEA 120 kesiti en yüksek ortalama eğilme dayanımına sahiptir, bunu HEB 120 ve HEB 140 takip etmektedir. Özel uygulama ve tasarım gereklilikleri, bu sonuçların pratik kullanımdaki önemini belirleyecektir.