Study of the Effect of Burnishing Process on the Surface

(1)

ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2021;21(3):129-142

Study of the Effect of Burnishing Process on the Surface Roughness, Micro Hardness and Corrosion of 316L Stainless Steel Implant Machined by the Electrical Discharge Machining Process

A R T I C L E I N F O A B S T R A C T Article Type

Original Research

Today, a variety of implants with different applications are used to replace or support a damaged biological structure, the most common of which are dental and orthopedic implants.

Due to the widespread use of stainless steel 316L in the manufacturing of implants and the occurrence of cracks and residual stresses during the process of electrical discharge machining for the production of these products, the use of effective and economical polishing methods such as burnishing is effective in increasing the surface properties and compatibility of these products with living tissue. In this study, after performing the electrical discharge machining process on the surface of the sample and making the ball burnishing, the burnishing operations were performed by changing the input parameters and in accordance with the experiments designed using the mini tab software. Thus, the effect of variable burnishing force, feed speed and number of tool passes on surface roughness properties, micro-hardness and corrosion resistance of the final surface of the work piece were investigated. During the optimization of the response surface methodology, the optimal value for surface roughness, micro-hardness and surface corrosion rate of the samples were obtained, respectively, 0.108 μm, 435.34 Vickers and 2.18x10⁵ respectively. Compared to the control sample, the surface roughness of the samples decreased by about 97% and the micro- hardness and corrosion resistance of the samples increased by about 2 and 11 times, respectively.

Authors

Barghamadi M.¹ MSc, Saraeian P.²* PhD, Rahmati S.¹ PhD, Shakouri E.³ PhD

How to cite this article

Barghamadi M, Saraeian P , Rahmati S , Shakouri E. *Study of the Effect of Burnishing Process on the Surface Roughness, Micro Hardness and Corrosion of 316 L Stainless Steel Implant Machined by the Electrical Discharge Machining Process.

Modares Mechanical Engineering;

2021;21(3):129-142 Keywords 316 L Stainless Steel, Electerical Discharge Machining, Ball Burnishing, Surface roughness, Micro hardness, Corrosion.

C I T A T I O N L I N K S

1 Department of Mechanical Engineering, College of Mechanic, Electronic, Computer, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

2 Department of Mechanical Engineering, College of Mechanic Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.

3 Department of Mechanical Engineering Faculty of Engineering, Tehran, North Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

[1] Dental implants materials and surface treatments. [2] Implant biomaterials: A comprehensive review. [3] Influence of EDM pulse energy on the surface… [4] Electro- discharge machining (EDM) versus hard turning and grinding… [5] Residual stress after EDM–FEM study and measurement results… [6] Surface integrity and corrosion performance of biomedical magnesium… [7] Influence of roller burnishing contact width and burnishing orientation on surface… [8] Investigations on Effect of Different Ball Burnishing Conditions on Surface Roughness Using Response… [9] Laser-assisted burnishing of metals. [10] Effects of ball burnishing parameters on surface… [11] Impact wear behavior of ball burnished 316L stainless steel… [12] Effect of Ball Burnishing on Surface Roughness and Wear… [13] Parametric optimization of process parameter for roller burnishing … [14] How alumina nanoparticles impact surface … [15] Selection of optimal process parameters in sustainable diamond … [16] Optimization of interior roller burnishing process… [17] Influence of ball-burnishing on roughness, hardness and… [18]

Multi-response optimization of the roller burnishing process in terms of energy consumption and… [19] Optimization of the Burnishing Process for Energy Responses and...

[20] Optimization of ball-burnishing process parameters on surface roughness, micro hardness of… [21] Determination of optimal small ball-burnishing parameters for both surface roughness and superficial hardness improvement of STAVAX. [22] Experimental investigation of the influence of burnishing tool passes on surface roughness and hardness of brass specimens. [23] Optimization of roller burnishing process on EN-9 grade alloy steel using response surface methodology. [24] Effect of working parameters on the surface integrity in cryogenic diamond burnishing of 17-4 PH stainless steel with a novel diamond burnishing tool. [25] Effect of machining‐induced surface integrity on the corrosion behavior of Al–Li alloy 2A97 in sodium chloride solution. [26] Impedance spectroscopic study of a steel electrode in condition of scaling and corrosion…

*Correspondence

Address: Department of Mechani- cal Engineering, College of Mechanic Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.

Phone: +98 (21) 88076139 Fax: -

[email protected]

Article History Received: July 08, 2020 Accepted: November 20, 2020 ePublished: March 01, 2021

Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution- NonCommercial terms.

[ Downloaded from mme.modares.ac.ir on 2023-09-28 ]

(2)

یملع همانهام یسدنهم

سردم کیناکم هرود

21 هرامش ، 3 ، دنفسا 1399

م ثأت هعلاط ی

ر اهرتماراپ ی

رب گنيشينرب دنيآرف

یربز حطس ، ورکیم یتخس گدروخ و ی

دلاوف

تنلپميا گنز

نزن 316L نيشام راك ی هدش

نيشام دنيآرف طسوت راك

ی هيلخت کيرتکلا ی

دهم ی دمغرب ی MSc

سانشراک ی سدنهم هورگ ،دشرا ی

ناکم ی

،ک ناکم هدکشناد ی

،ک پماک ،قرب ی ،رتو دحاو

قحت و مولع ی

،تاق ملاسا دازآ هاگشناد ی

، ا ، نارهت ی نار

پ ی ما ئارس ی نا PhD*

،دابآ فجن دحاو کیناکم هدکشناد ،کیناکم یسدنهم هورگ ،یصصخت یرتکد ناریا ،ناهفصا ،یملاسا دازآ هاگشناد تمحر قداص ی PhD

رتکد ی صصخت ی

، سدنهم هورگ ی ناکم ی

،ک ناکم هدکشناد ی

،ک پماک ،قرب ی ،رتو دحاو

قحت و مولع ی

،تاق ملاسا دازآ هاگشناد ی

روکش ناسحا ی

PhD

رتکد ی صصخت ی ، سدنهم هورگ ی ناکم ی

،ک هدکشناد یسدنهم ناکم ی ک نارهت دحاو

ملاسا دازآ هاگشناد ،لامش ی

هدیکچ ا عاونا هزورما ی

تنلپم اه دربراک اب اه ی اج تهج ،فلتخم ی

زگ ی ن ی و ی ا امح ی ت زا

ی ک ز راتخاس ی تس ی سآ ی ب د ی هد م رارق هدافتسا دروم ی

گ ی دنر ار زا هک ی ج رت ی ن نآ اه

م ی ناوت ا هب ی تنلپم اه ی نادند ی دپوترا و ی هدرتسگ دربراک هب هجوت اب .دومن هراشا

نزن گنز دلاوف 316L

ا عاونا تخاس رد ی

تنلپم اه شنت و کرت زورب و اه

ی دنامسپ

ط ی آرف زا هدافتسا ی

دن شام ی ن راک ی لخت ی ه رتکلا ی ک ی ارب ی لوت ی د ا ی ن ،تلاوصحم

راکب گ یری شور اه ی و رثؤم تخادرپ هفرصاب

داصتقا ی ظن ی ر نرب ی ش ی ،گن رب

ازفا ی ش حطس صاوخ ی

راگزاس و ی ا ی ن ثأت هدنز تفاب اب تلاوصحم ی

راذگر .تسا

ا رد ی ن آرف ماجنا زا سپ ،شهوژپ ی

دن شام ی ن راک ی لخت ی ه رتکلا ی ک ی ور ی حطس

نرب رازبا تخاس و هنومن ی

ش ی گن همچاس ا ی ، لمع ی تا نرب ی ش ی گن غت اب یی ر

اهرتماراپ ی دورو ی امزآ اب قباطم و ی

ش اه ی حارط ی هدش مرن زا هدافتسا اب رازفا

م ی ن ی بت ا هب و دش ماجنا ی

ن ترت ی ،ب ثأت ی ر غتم ی اهر ی ن ی ور ی نرب ی ش ی ،گن رس تع

پ ی ورش ی ربز صاوخ رب ،رازبا روبع دادعت و ی

،حطس م ورکی تخس ی هب تمواقم و

گدروخ ی اپ حطس ی نا ی راک هعطق سررب دروم ی ط .تفرگ رارق ی

هب ی هن زاس ی

ماجنا هدش حطس شور هب

هب رادقم ،خساپ ی

هن ارب ی ربز ی ،حطس م ورکی تخس ی و

گدروخ خرن ی هنومن ،اه ترت هب بی

، 108 / 0 م ی

،رتمورک 34 / 435 و ی و زرک 05

1

× 18 / 2

اقم رد هک دمآ تسدب ،مها ی

هس ربز ،دهاش هنومن اب ی

هنومن حطس دودح رد اه

97%

شهاک هتفای و م ورکی تخس ی هنومن تمواقم و گدروخ ربارب رد اه

ی ترت هب بی ،

دودح رد 2 و 11 ازفا ربارب ی ش ی هتفا .تسا

هژاودیلک اه : نزن گنز دلاوف شام ،316L

ی ن راک ی لخت ی ه رتکلا ی ک ی

، نرب ی ش ی گن

همچاس ا ی

، ربز ی ،حطس م ورکی تخس ی ، گدروخ ی .

:تفایرد خیرات 18

/ 04 / 1399

:شریذپ خیرات 30

/ 08 / 1399

:لوئسم هدنسیون*

tnb.ac.ir - _saraeian@iau p

1 - همدقم پ و دشر اب ماگمه ی

تفرش کشزپ مولع ی

، ا عاونا زا هدافتسا ی

تنلپم اه

( Implants دربراک اب ) اه ی گمشچ دشر فلتخم ی

ر ی هب .تسا هتشاد

مه ی ن لد ی

،ل حارط ی تنلپميا ديلوت و ياه

ی و بسانم هسدنه اب راک رمع

ی ب ،لااب ی ش پ زا ی ش زا .تسا هتفرگ رارق هجوت دروم

ئاجنآ ی

،هک تنلپميا دب رد اه ن ريثأت تحت نامز رورم هب ناسنا

سآ ی ب اه یی گدروخ ريظن ی

( Corrosion گتسخ و )

ی ( Fatigue رارق )

يم گ ی دنر اربانب . ی ن تسد ی با ی شور هب اه یی سآ شهاک تهج ی

ب اه

ازفا و ی ش ا رمع لوط ی

ن مها زئاح ندب رد تاعطق ی

ت م ی دشاب

[1,2]

.

مه رد ی ن ا بولطم صاوخ تلع هب تخس داوم زا هدافتسا ،اتسار ی

ن

کشزپ فراصم رد داوم ی

انص و ی ع فلتخم ی هلمج زا اضفاوه و

زاسوردوخ ی

شام .تسا شرتسگ لاح رد ی

ن راک ی ا ی ن داوم زا هتسد

تخس ببس هب ی

ز ی

،دا شور زا هدافتسا مزلتسم اه

ی ون ی ن

شام ی ن راک ی م ی دشاب . ی ک ی رتدربراکرپ زا ی

ن ا ی ن شور شام ،اه ی ن -

ک را ی لخت ی ه رتکلا ی ک ی ( هک تسا )EDM هب

روط هدرتسگ ا ی رد

شام ی ن راک ی دراد دربراک اناسر داوم . [3]

ط ی آرف ی دن لخت ی ه رتکلا ی ک ی

،

امد ی لااب رايسب ی نورتکلا هيلخت زا يشان عضوم بوذ ببس ،اه

ی

شخب جورخ و ی

شام عضوم رد زلف زا ی

ن راک ی م ی دوش . یلاحرد هک

تمسق ی گنر ديفس هيلا و هدش دمجنم هرابود ،باذم هدام زا ی

ار

ور ی کشت حطس ی

ل م ی دهد ر هرابود هيلا نيا . ی

هتخ ( هدش Recast

layer اراد ،) ی شنت اه ی دنامسپ ( Residual stress هكبش و )

ا ی زا

کرت اه ی ا .تسا زير ی

ن شنت

،اه شان ًاتدمع ی دامجنا زا ریغ یلداعت

كيژرولاتم تارييغت و ی

عضوم ی م هک تسا ی

شرتسگ ببس دنناوت

کرت گدروخ نازيم شيازفا ،اه ی

ا ديفم رمع شهاک و ی

ن تلاوصحم

دنوش

[4,5]

. شام حوطس ی

ن راک ی ط هدش ی آرف ی دن لخت ی ه رتکلا ی ک ی ،

ن ی دنمزا آرف ماجنا ی اهدن ی ییاهن رد .دنتسه صاوخ دوبهب تهج

م ی نا شور اه ی آرف زا هدافتسا ،تخادرپ فلتخم ی

دن نرب ی ش ی گن هب

لد ی ل گداس ی آرف ی

،دن ق ی تم اپ یی

،ن لباق ی ت یریگراکب رد

شام ی ن اه ی نودب تخادرپ ماجنا و فلتخم هدارب

یرادرب ب ی ش زا

اس ی ر شور اه تسا هتفرگ رارق هجوت دروم

[6,7]

لمع . ی تا ،گنيشينرب

لمع ءزج ی تا اپ ی نا ی ازفا روظنم هب و هدش بوسحم ی

ش ک ی ف ی ت

م ماجنا لوصحم ی

دوش نرب . ی ش ی گن ی ک آرف ی دن لکش هد ی درس

م ی دشاب ط هک ی ن نآ ی ور ی لامعا هدش و همچاس طسوت ی ا

کتلغ اه

اب سامت طاقن رد هعطق

راک ا ببس ، ی داج غت یی ر تسلاپ لکش ی

ک رد

م نآ ی دوش غت . یی ر لکش تسلاپ ی ک هدشداجیا رازبا طسوت

نرب ی ش ی

،گن رج ببس ی نا هلق درس اه ی ربز ی هرد تمس هب زا و اه

ب ی ن راومهان نتفر ی

اه ور زا رازبا راثآ و ی

تاعطق حطس

شام ی ن راک ی ازفا و هدش ی

ش تخس ی

، اس تمواقم ی

ش ی

، رد تمواقم

گدروخ ربارب ی

، گتسخ رمع ی

ربز شهاک و ی

حطس هعطق راک رد ار

پ ی آرف زا هدافتسا ،نآ رب هولاع .دراد ی

دن شنرب ی گن ی ک ی زا

دمآراک رت ی ن شور ارب اه ی ای داج راشف دنامسپ شنت ی

حطس رد

ازفا هک تسا تاعطق ی

ش پ رد ار تاعطق ماکحتسا ی

دراد

10]

-

ط .[8

ی

شهوژپ ی ثأت ی ر آرف ی دن نرب ی ش ی گن سآ شهاک رب ی

ب حطس رب دراو

دلاوف 316L هبرض راب تحت ا

ی سررب دروم ،بوانتم ی

.تفرگ رارق

اس تمواقم نومزآ ی

ش ی ( Impact Wear اب ،)

سناکرف 5 و زتره

ن ی ور ی 450 ن ی نتو ثأت و دش ماجنا ی

ر س هس ی لک تمواقم رب فلتخم

اس ی ش ی هنومن سررب دروم اه ی

اقم .تفرگ رارق ی

هس اتن ی ج داد ناشن

(3)

Volume 21, Issue 3, March 2021 Modares Mechanical Engineering

ط هتفر تسد زا مجح هک ی

ا ی ن نرب هنومن رد نومزآ ی

ش ی گن هدش

ب ی ن 53 % ات 62

% نرب هنومن هب تبسن ، ی

ش ی گن شهاک هدشن ی

هتفا

تسا . [11]

ط ی هب ی هن زاس ی اهرتماراپ ی آرف ی دن نرب ی ش ی گن همچاس ا ی

ک دوبهب تهج ،خساپ حطس شور هب ی

ف ی ت ازفا و حطس ی

ش تمواقم

اس هب ی ش رد دلاوف 316L ثأت ، ی ر اهرتماراپ ی ن ی

،ور پ ی ورش ی رطق و

سررب دروم همچاس ی

لحت و ی ل اتن .تفرگ رارق ی

ج ط هک داد ناشن ی

لمع ماجنا ی

تا نرب ی ش ی

،گن ربز ی رادقم هب تاعطق حطس

لباق یهجوت شهاک ی هتفا نچمه .تسا ی

ن کرت ی ب ی طسوتم رادقم زا

ارب ی چاس رطق م رتمک ،ه ی ن پ رادقم ی ورش ی و نیرتشیب ارب رادقم ی

ن ی ور هب یازا ربز شهاک ،رازبا روبع راب هس ی

رض ،حطس ی ب کاکطصا

اس خرن و ی ش تسا هتشاد هارمه هب ار تاعطق ط .[12]

ی سررب ی ثأت ی ر

اراپ اهرتم ی آرف فلتخم ی

دن نرب ی ش ی گن ربز رب ی دلاوف حطس 4340

اتن ،AISI ی ج ناشن هدنهد ربز شهاک ی

ازفا لابند هب حطس ی

ش دادعت

.دوب رازبا روبع یلاحرد

هک ازفا ی ش پ ی ورش ی

، ازفا ی ش ربز ی حطس

هنومن تشاد هارمه هب ار اه .[13]

ط ی قحت ی ق ی

، حطس صاوخ ی

7175

ط ،Al ی آرف ی دن نرب ی ش ی گن کتلغ ی زا هدافتسا و کشخ تلاح ود رد

س ونان ی لا مولآ ی ان سررب دروم ی

اتن .تفرگ رارق ی

ج هک داد ناشن

مولآ تارذ ونان زا هدافتسا ی

ان ا رد ی ن آرف ی

،دن ربز دوبهب رب هولاع ی

و حطس ورکیم یتخس هنومن اقم رد اه ی هس ،کشخ تلاح اب ی

ک لا ی ه

مارس زا کزان ی

ک مولآ ی ان ن ی ز ور ی نرب حوطس ی

ش ی گن ا هدش ی داج

م ی امن ی د ط .[14]

ی شهوژپ ی

، ثأت ی ر اهرتماراپ ی آرف ی دن نرب ی ش ی گن

ساملا ی ربز رب ی تخس و حطس ی

دلاوف PH 17- 4 اب لقادح س ی لا

ناور راک سررب دروم ی

اتن .تفرگ رارق ی

ج لحت زا لصاح ی

ل و

هب ی هن زاس ی ماجنا هدش ط ی طس شور ح

روگلا و خساپ ی

مت تنژ ی ک

تخس هک داد ناشن هفده دنچ ی

هنومن حطس ازفا اب اه

ی ش پ ی ورش ی

نرب تعرس و ی

ش ی گن شهاک هتفای

، یلاحرد هک ازفا ی ش ن ی ور ی

نرب ی

،گنش ازفا ی ش تخس ی هنومن رتمک و هتشاد لابند هب ار اه ی

ن

ارب رادقم ی ربز ی ازا هب ،حطس ی

داقم ی ر ارب طسوتم ی

حوطس هدشرکذ

دش لصاح ه

تسا شهوژپ رد .[15]

ی د ی

،رگ ثأت ی ر اهرتماراپ ی آرف ی دن

نرب ی ش ی گن ک رب ی ف ی ت دلاوف حطس 1045

AISI شور زا هدافتسا اب

خساپ حطس

، سررب دروم ی ارب و تفرگ رارق ی

لوت ی د هعومجم ا ی زا

هار لح یاه عت و بولطم یی

ن رتهب ی ن ارش ی ط شام ی ن راک ی

، ی ک

روگلا ی مت لماکت ی روگلا زا هدافتسا اب ی

مت تنژ ی ک حارط ی اتن .دش ی ج

روگلا و خساپ حطس لدم ماغدا هک داد ناشن ی

مت تنژ ی ک م ی دناوت

ور ناونع هب ی

درک ی ارب دنمتردق ی

لدم زاس ی هب و ی هن زاس ی

آرف ی اهدن ی نرب ی ش ی گن اتن و دوش هتفرگ رظن رد ی

ج زا لصاح

امزآ ی ش اه ی برجت ی ن ی ز کاح ی ربز رادقم هک تسا نآ زا ی

اب ،حطس

ازفا ی ش پسا تعرس ی

لدن قمع و نرب ی ش ی گن ادتبا شهاک هتفای و

هب هطقن زا روبع زا سپ ی

هن ازفا اب ی ش ا ی ن ازفا ،اهرتماراپ ی

ش ی هتفا

تسا ط .[16]

ی قحت ی ق ی

، ثأت ی ر اهرتماراپ ی آرف ی دن نرب ی ش ی گن ربز رب ی

تخس ،حطس ی

گدروخ هب تمواقم و ی

دلاوف 1045 سررب دروم ی رارق

اتن .تفرگ ی ج ن هک داد ناشن ی

ور ی نرب ی

،گنش شیب ت نیر ثأت ی ر رب ار

ربز ی تخس و حطس ی

هنومن حطس ،نآ رب هولاع .تسا هتشاد اه

هنومن تمواقم اه

ی نرب ی ش ی گن گدروخ ربارب رد هدش ی

ن ی ز ط ی شور

رلاپ ی ساز ی نو شورتکلا سنادپما و ی

م یا یی سررب دروم ی هک تفرگ رارق

ناشن هدنهد ازفا ی ش گدروخ هب تمواقم ی

هنومن رد اه ی نرب ی ش ی گن

هب هدش ازا ی داقم ی ر هب ی هن اهن رد .تسا هدوب ی

ت ن ی ز غت یی تار رد زاف

هنومن ا هعشا شارپ شور زا هدافتسا اب اه ی

سک رارق هعلاطم دروم

تفرگ اتن .[17]

ی ج هب زا لصاح ی

هن زاس ی آرف ی دن نرب ی ش ی

،گن تهج

ربز دوبهب ی تخس و حطس ی

رب ی لن دلاوف رد 13 ربز هک داد ناشنH ی

تخس و حطس ی

رب ی لن ا ی ن هنومن

،اه هب بیترت دودح 8

% و 30 %

لوا هنومن هب تبسن ی

ه دوبهب ی هتفا تسا .[18]

هب ی هن زاس ی آرف ی دن

نرب ی ش ی گن ط ی روگلا و خساپ حطس شور ی

مت م ی تنژورک ی ک و

سررب ی ثأت ی ر حطس صاوخ رب نآ ی

دلاوف 61 SKD پ ،داد ناشن ی

ورش ی

نرب قمع و ی

ش ی گن ترت هب ی ب نیرتشیب

ثأت ی ر صاوخ دوبهب رب ار

حطس ی هنومن تسا هتشاد اه سررب .[19]

ی ثأت ی ر هب ی هن زاس ی

اهرتماراپ ی آرف ی دن ب نر ی ش ی گن گدروخ راتفر رب ی

لآ هنومن ی ژا ی Mg–

Zn–Ca ط هک داد ناشن ی

آرف ی دن نرب ی ش ی

،گن راشف شنت لامعا ی

و

ای داج ارآ رد مظن ی ش هناد گدروخ راتفر دوبهب ،اه ی

هنومن پ رد ار اه ی

تسا هتشاد . [20]

ا هدرتسگ دربراک ی

تنلپم اه حارج رد ی اه ی دپوترا ی

اهدربراک و ی

کشزپ ی تخاس هک هدش ببس و

لوت ی د ا ی تنلپم اه یی اب

راگزاس و بولطم صاوخ ی

حم اب رتلااب ی

ط ب ،ناسنا ندب ی

ش زا

گ رارق هجوت دروم هتشذگ ی

در گدروخ . ی ی ک ی زا مهم نیرت سآ ی ب اه یی

م هک تسا ی

دناوت ا اب ی داج شنکاو اه ی ییایمیش ببس ،هتساوخان

ساسح زورب ی

،ت ا ماکحتسا شهاک ی

،تنلپم ای داج هب و باهتلا

،نآ لابند سپ

یگدز ا ی تنلپم دلاوف هدرتسگ دربراک هب هجوت اب .دوش

نزن گنز 316L

ا عاونا تخاس رد ی

تنلپم

،اه تسد ی با ی هب

شور اه ی و رثؤم هفرصاب داصتقا ی ازفا تهج رد ی

ش واقم هب تم

گدروخ ی ازفا و ی ش تخس ی ای ن مها زئاح داوم ی

ت .تسا

شام ی ن راک ی ای ن تخس ببس هب داوم زا هتسد ی

مزلتسم ،لااب

شور زا هدافتسا اه

ی ون ی ن شام ی ن راک ی م ی دشاب ا رد هک ی ن م ی نا

شام ی ن راک ی لخت ی ه رتکلا ی ک ی م ار ی ناوت ناونع هب ی

ک ی زا

رتدربراکرپ ی ن ا ی ن شور ط .درمشرب اه ی

پ ی ش ی هن دش هعلاطم عبانم ه

ا رد ی ن مز ی

،هن ثأت ی ر اهرتماراپ ی ن هلمج زا فلتخم ی

ور تعرس و

نرب ی ش ی

،گن پ ،رازبا روبع دادعت ی

ورش ی

، رب ،رازبا هسدنه و سنج

و ی گژ ی اه هصخشم و اه

ی ک ی ف ی شام داوم حوطس ی

ن راک ی ط هدش ی

شور اه ی سررب دروم فلتخم ی

.تسا هتفرگ رارق

رد ا ی ن قحت دوجو مدع هب هجوت اب ،شهوژپ ی

ق ی پ ی نومار ثأت ی ر

آرف ی دن نرب ی ش ی گن تخس رب ی گدروخ و ی دلاوف 316L ط ی آرف ی دن

شام ی ن راک ی لخت ی ه رتکلا ی ک ی

، سررب هب ی ثأت ی ر اهرتماراپ ی ن ی ور ی

نرب ی ش ی

،گن پ تعرس ی ورش ی ربز رب ،رازبا روبع دادعت و ی

،حطس

ورکیم یتخس گدروخ هب تمواقم و ی

وف دلا ا ی گنز تنلپم نزن

316L

نیشام یراک ط هدش ی آرف ی شام دن ی ن راک ی لخت ی رتكلا ه ی ك ی

.تسا هدش هتخادرپ

(4)

2 - برجت شور ی

ا رد ی ن امزآ ماجنا تهج ،شهوژپ ی

ش اه زا ی ک بعکم هعطق ی

هب

داعبا 120

× 100

× 10 م ی ل ی

،رتم نزن گنز دلاوف سنج زا 316L

هدافتسا هدش لانآ هک ی ز رصانع لیکشت هدنهد لودج رد نآ 1

هئارا ،

.تسا هدش هنماد هدودحم رد و یرشن یپوکسرتکپسا شور یط ،زیلانآ نیا درادناتسا همانیهاوگ 17025

ISO/IEC حطس سپس .تسا هدش ماجنا

هنومن هدشرکذ نیشام زا هدافتسا اب لخت

هی رتکلا یکی مرفوبور ( 400

Roboform )

نیشام ،سیئوس تخاس هک بیترت نیا هب .دش یراک

ماجنا زا سپ پ

شی امزآ شی یارب بولطم ریداقم نییعت و

نیشام تایلمع ،اهرتماراپ ژاتلو اب یکیرتکلا هیلخت یراک

45 ،تلو

نایرج 36 سلاپ ینشور نامز و رپمآ 300

.دیدرگ ماجنا هیناثورکیم

لکش( رد 1 رازبا زا ییامن ،) حارط

ی هدش ومن و نیشام هن هدش یراک

.تسا هدش هداد ناشن سررب تهج ،همادا رد ی

ثأت ی ر اهرتماراپ ی آرف ی دن نرب ی ش ی گن ربز رب ی

،حطس ورکیم یتخس هنومن تمواقم و گدروخ ربارب رد اه

ی

، هب

فرعم ی حوطس و اهرتماراپ نآ

اه و اهرتماراپ .تسا هدش هتخادرپ

حوطس یفرعم هدش لودج رد 2 ط ، ی ماجنا شیپ شیامزآ هعجارم و

پ هب ی ش ی هن قحت ی تاق ماجنا هدش رد ای ن مز ی هن درگ باختنا ی

هد

تسا

[6,20]

هب . یروط هک ا رد ی ن ن شهوژپ ی ور ی نرب ی ش ی

،گن تعرس

پ ی ورش ی حطس زا رازبا روبع دادعت و هعطق

راک رد مادک ره ، 5

حطس

سررب دروم ی .تسا هتفرگ رارق

لودج 1 ) کرت ی ب ش ی م یا یی نزو دصرد بسح رب هنومن ی

رصانع

نزن گنز دلاوف یرتموتناوک جیاتن 316L

P B

Si N Cr Mo c Fe

045 / 15 ppm 035

/ 9 ppm 575

/ 0 714 / 9 937 / 17 805 / 1 027 / 0 423 / 55

Ti Sn

Co Mn Al Nb V Cu

441 /

98 ppm

27 / 72 ppm 166

/ 0 943 / 0 039 / 0 032 / 0 140 / 0 178 / 0

لکش 1 ) امن یی نرب رازبا زا ی

ش ی گن همچاس ا ی یحارط هدش هنومن و

شام ی ن راک ی لخت شور هب هدش ی

ه رتکلا ی ک ی لودج

2 ) امزآ حوطس و اهرتماراپ ی

ش

اهریغتم شیامن یدورو یاهرتماراپ

حطس 1

2 + حطس 2

1 + حطس 3

0 حطس 4

1 - حطس 5

2 -

X1

گنیشینرب یورین 150 (N)

300 450 600 750

X2

تعرس یورشیپ (mm/min) 200

400 600 800 1000

X3

رازبا روبع دادعت 1

2 3 4 5

حوطس و اهرتماراپ دادعت هب هجوت اب نآ

اه زا هدافتسا تروص رد ،

روتکاف شور ی

ل دادعت ،لماک 53

امزآ ی ش م ماجنا لباق ی

دشاب هک

هجوت اب هب زه و نامز ی

هن لااب ی ن دروم ی زا لماک ماجنا تهج

امزآ ی ش

،اه مرن زا رامآ رازفا ی م ی ن ی بت 17 درگ هدافتسا ی

هد و تسا

ا هب ی ن ترت ی ب هدافتسا اب زا

حطس شور

خساپ surface Response

methodology (RSM)

حارط و ی زکرم بکرم ی

Central Composite

Design (CCD) امزآ لک دادعت ،

ی ش اه هب 20 شهاک ددع ی

هتفا تسا .

نتسب اب ،سپس هعطق

راک نرب رازبا رارقتسا و ی

ش ی گن لاک ی هرب هدش

د طسوت ی رتمومان Kistler لدم BA 9257 هناتسآ اب 01 / 0 ن >

ی

،نتو رد

شام ی ن زرف Deckel Maho

لدم TNC 310 ارش ، ی ط ارب مزلا ی ماجنا

لمع ی تا نرب ی ش ی گن هم ی ا درگ ی د ب . ه ای ن ترت ی ب هدافتسا اب ادتبا هک

گدرشف نومزآ زا ی

( compressive test عت رنف تباث رادقم ،)

یی ن

درگ ی د ( K=185 N/mm )

د نتسب اب سپس و ی

رتمومان رظن رد و

رادقم نتفرگ 7

/ 0 م ی ل ی رتم پ ی ش گدرشف ی

، ن رادقم ی ور ی لامعا هدش

ازا هب ی ره یلیم رتم گدرشف ی هزادنا رنف گ ی ر ی ارب .دش ی ظنت ی م

م ی ناز شف گدر ی ن لامعا و رنف ی

ور ی ن دروم ی زا ط ی امزآ ی ش پ زا ی چ

اهتنا رد رقتسم ی

رازبا هدافتسا هدش روط و ی میظنت هدش ازا هب هک ی

م ره ی ل ی رتم اجباج یی

، ن ی ور یی لداعم 158 ن ی نتو م لامعا ی دوش .

سپس نامه روط لکش( رد هک 2

لمع ،تسا هدش هداد ناشن ) ی

تا

نرب ی ش ی گن تباث ماگ اب 2

/ 0 م ی ل ی رتم تشگرب و تفر تروصب ی

رد

اتسار ی صخشم هدش ور رب ی درگ ماجنا ،لکش ی

د .

امزآ ی ش

،اه لودج قباطم 3

ور ی هنومن درگ ماجنا اه ی

د روظنم هب و

نارهب نغور زا ،کاکطصا شهاک 86

K ناور ناونع هب هدافتسا راک

.تسا هدش

لکش 2 ) امن یی امزآ ماجنا هوحن زا ی

ش

(5)

Volume 21, Issue 3, March 2021 Modares Mechanical Engineering

لودج 3 ) حارط ی امزآ ی ش ماجنا هدش خساپ حطس شور هب

دادعت رازبا روبع یورشیپ تعرس (mm/min)

یورین گنیشینرب شیامزآ هرامش (N)

4 400

600 1

4 800

600 2

2 400

300 3

2 800

300 4

4 800

300 5

3 600

750 6

3 600

150 7

2 800

600 8

3 600

450 9

4 400

300 10

3 600

450 11

3 600

450 12

3 600

450 13

3 600

450 14

3 200

450 15

3 600

450 16

3 1000

450 17

5 600

450 18

2 400

600 19

1 600

450 20

ربز رادقم ی هنومن حطس ربز هاگتسد زا هدافتسا اب اه

ی جنس

Mitutoyo لدم 3200 SV-C اب نشولوزر 02 / 0 م ی

،رتمورک اب قباطم

درادناتسا 1302

ISO اتسار رد و ی

شنرب رازبا تکرح رب دومع ی

گن

ور ی هزادنا هنومن گ

ی ر ی .تسا هدش

نچمه ی ن ورکیم یتخس هنومن ن اه ی ز تخس طسوت ی

جنس Mitech

لدم 1000 - HVS تقد اب 025 / 0 م ی رتمورک هزادنا هزاب و گ

ی ر ی 3000 -

5 و ی

،زرک ط ی درادناتسا 1 - 6507 هزادناISO

گ ی ر ی .دش

هنومن تمواقم ،همادا رد گدروخ ربارب رد اه

ی هاگتسد زا هدافتسا اب

نومزآ گدروخ ی Ivium کفت دح اب ی ک سناتپ ی ل 2 ط و تلو ونان ی

پوکسورتکپسا شور ی

شورتکلا سنادپما ی

م ی ا یی ( درادناتسا اب )EIS

2 - 16773 هزادنا دروم ،ISO گ

ی ر ی تفرگ رارق اتن و

ی ج زا لصاح

گدروخ نومزآ ی

فتسا اب هدا مرن زا لحت رازفا ی ل گدروخ ی Ivium soft

لحت دروم ی ل هدامآ تهج .تسا هتفرگ رارق زاس

ی هنومن ارب اه ی

گولج روظنم هب و نومزآ ی

ر ی ا زا ی داج ره ادتبا ،شنت ی

ک زا

تمسق اه ی نرب ی ش ی گن تسد هرا زا هدافتسا اب ،هدش ی

،نوباص بآ و

مارآ هب ی لصا هحفص زا و هدروخ شرب ی

غ هب سپس .دندش ادج ی

ر زا

نرب حطس ی ش ی گن اس ،هدش ی ر تمسق اه ی هنومن ره سو هب ی هل تنام

( Munting ناشوپ ) ی هد ره لاصتا اب سپس و هدش ی

ک هنومن زا هب اه

س ی م سم ی شکور راد هنومن ، گدروخ نومزآ تهج اه ی

هدامآ زاس ی

درگ ی هد .تسا تهج ماجنا نومزآ گدروخ ی

، ا دربراک هب هجوت اب ی

ن

ا تخاس رد دلاوف عون ی

تنلپم اه لورتکلا لولحم زا ی

ت ر ی رگن

( Ringer’s تکرش تخاس ،) شخپوراد

تقباطم تهج .دش هدافتسا

ارش ی ط امزآ ی ش حم اب ی ط رادقم ،ناسنا ندب PH

لولحم 2 / 7 امد و ی امزآ

ی ش 1 / 37 هجرد یتناس دارگ رادقم .تسا هدش هتفرگ رظن رد

انع رص کرت و ی ب ش ی م ی ا یی لورتکلا لولحم ی

ت هدافتسا هدش ا رد ی ن

قحت ی

،ق لودج رد 4 .تسا هدش هئارا

هب ای ن ترت ی

،ب شورتکلا لولس ی

م ی ا یی راک دورتکلا زا لکشتم ی

سنج زا هدنرامش دورتکلا ،هرقن سنج زا عجرم دورتکلا ،هدش تنام تلاپ ی ن لورتکلا لولحم و ی

ت ر ی رگن هت ی ه گدروخ نومزآ و دش ی

ور ی

هنومن درگ ماجنا اه ی

د ا رد . ی ن خرن هبساحم روظنم هب ،شهوژپ

گدروخ ی هنومن سا اب اه هدافت پوکسورتکپسا شور زا ی

سنادپما

شورتکلا ی م ی ا یی

، سناتپ ادتبا ی

ل هنومن رفص شور زا هدافتسا اب ،اه

رلاپ ی ساز ی نو ( زاب رادم هزادنا )OCP

گ ی ر ی ط .دش ی ا ی ن دورتکلا شور

راک ی و دورتکلا عجرم سناتپ لامعا نودب ی

ل جراخ ی ط ی تدم 100

ناث ی ه لورتکلا لخاد ی

ت رج لداعت زا سپ و دش هداد رارق ی

نا دنآ ی و

دتاک ی

، سناتپ رادقم ی

ل سناتپ ناونع هب هدمآ تسد هب شمارآ ی

ل

درگ تبث زاب رادم ی

د سناتپ سپس . ی

ل ی دودح رد 10 یلیم تلو رد

هدودحم ی سناکرف ی 100000 - 1 / 0 ک ی زترهول داقم و دش لامعا ی

ر

گدروخ سنادپما هب طوبرم ی

هنومن زا هدافتسا اب اه مرن

رازفا لحت ی ل

گدروخ ی Ivium soft

اتن قابطنا و ی

ج ور رب ی م رادم لداع

شورتکلا ی م ی ا یی

، ط ی اهرادومن ی ان ی ئوک ی تس داب و ( )Bod هئارا

درگ ی د نچمه . ی ن حطس راتخاس ی

هنومن ن اه ی ز زا هدافتسا اب

م ی پوکسورک

420 - IMM گرزب اب امن یی 100 سررب دروم ربارب ی

رارق

.تسا هتفرگ رد ا روظنم هب ،همادا ی

داج اقم ناکما ی هس سررب و ی ثأت ی ر اهرتماراپ ی

آرف ی دن مک رب ی ت اه ی سررب دروم ی

، ربز رادقم ی

، ورکیم یتخس و

گدروخ ی شنرب هنومن ی

گن ن هدشن ی ز دهاش هنومن ناونع هب

هزادنا گ ی ر ی امزآ ماجنا زا سپ .دش ی

ش اه هزادنا و گ ی ر ی مک ی ت اه ی

سررب دروم ی

، اتن ی ج افتسا اب هد مرن زا م رازفا ی ن ی بت 17 لحت دروم ی ل

سررب و ی اهن رد و تفرگ رارق ی

ت ن ی ز رتهب ی ن داقم ی ر ارب ی اهرتماراپ ی

آرف ی دن شنرب ی گن ک دوبهب روظنم هب ی

ف ی ت ازفا ،حطس ی

ش ورکیم

یتخس گدروخ هب تمواقم و ی

هنومن عت اه یی ن درگ ی د ا رد . ی ن

مطا روظنم هب شهوژپ ی

نان داقم تحص زا ی

ر هب ره ،هدمآ تسد

.تسا هدش رارکت راب هس ،نومزآ 3 - سفت ی ر لحت و ی ل اتن ی ج

لمع ماجنا زا سپ ی

تا نرب ی ش ی گن هزادنا و گ ی ر ی داقم ی ر هب طوبرم

ربز ی ،حطس ورکیم یتخس هنومن تمواقم و گدروخ هب اه

ی ره رد

آرف تلاح ی دن ی لودج قباطم 5

زجت هب ، ی ه لحت و ی ل رامآ ی اتن ی ج اب

مرن زا هدافتسا م رازفا

ی ن ی بت .دش هتخادرپ

لودج 4 ) کرت ی ب ش ی م یا یی لورتکلا ی ت

ره رد رگنیر لولحم تاصخشم 100

یلیم لولحم زا رتیل

میدس دیارلک 86

/ 0 مرگ

میساتپ دیارلک 03

/ 0 مرگ

میسلک دیارلک تاردیه ید 033

/ 0 مرگ

(6)

لودج 5 ) داقم ی ر هزادنا گ ی ر ی ارب هدش ی ربز ی هنومن حطس ازا هب اه

ی حوطس

هدش دک هب تمواقم یگدروخ (Ω/cm2) ورکیم

یتخس

(HV) حطس یربز

(μm) دادعت

روبع رازبا تعرس یورشیپ (mm/min) یورین

گنیشینرب (N) هرامش شیامزآ

105

× 24 / 2 410 117 / 0 4 400 600

1

105

× 08 / 2 417 118 / 0 4 800 600

2

105

× 04 / 1 365 270 / 0 2 400 300

3

105

× 1 353 300 / 0 2 800 300

4

105

× 21 / 1 342 177 / 0 4 800 300

5

105

× 63 / 1 453 140 / 0 3 600 750

6

105

× 09 / 0 342 542 / 0 3 600 150

7

105

× 03 / 2 420 119 / 0 2 800 600

8

105

× 97 / 1 424 130 / 0 3 600 450

9

105

× 48 / 1 360 148 / 0 4 400 300

10

105

× 82 / 1 414 134 / 0 3 600 450

11

105

× 85 / 1 420 133 / 0 3 600 450

12

105

× 01 / 2 419 123 / 0 3 600 450

13

105

× 94 / 1 415 133 / 0 3 600 450

14

105

× 46 / 2 483 113 / 0 3 200 450

15

105

× 68 / 1 418 138 / 0 3 600 450

16

105

× 31 / 1 396 177 / 0 3 1000 450

17

105

× 95 / 1 404 132 / 0 5 600 450

18

105

× 15 / 2 440 117 / 0 2 400 600

19

105

× 12 / 1 399 238 / 0 1 600 450

20

1-3 - ثأت ی ر اهرتماراپ ی آرف ی دن نرب ی ش ی گن ربز رب ی هنومن حطس اه

لدم ماجنا زا سپ زاس

ی

، ادتبا هب هجوت اب

لکش 3

، افک ی ت لدم

ر ی ضا ی سررب دروم ی تسا هتفرگ رارق .

ا هب ی ن ترت ی

،ب ط ی رادومن

لکش 3 - قاب هب طوبرم هک فلا ی

هدنام اه داقم ،تسا ی

ر صاخ دنور زا ی

عبت ی ت من ی

،دننک اربانب ی ن م ی ناوت راو رادقم ،تفگ ی

سنا ب ی ن

هداد .تسا تباث اه

لکش رادومن رد 3

- داقم ندوب لامرن هب طوبرم هک ب ی

ر ،تسا

م هدهاشم ی

دوش بسانم هلصاف اب طاقن هک ی

هدش مسر طخ هب تبسن

داقم ندوب لامرن هدنهد ناشن هک دنراد رارق ی

ر م ی دشاب نچمه . ی ن رد لکش رادومن 3

- م هدهاشم ج ی

دوش لماوع هک هدوب نامز زا لقتسم

غت و یی تار صاخ دنور زا اهنآ ی

پ ی ور ی من ی دنک لکش رادومن رد و 3

-

د سواگ تلاح رادومن ، ی

م ناشن هک دراد ی

،دهد هداد زا اه ی ک

عمج ی ت تسد هب لامرن هدمآ

دنا . سررب زا سپ ی

افک ی ت ،لدم هب

روظنم سررب ی مها ی ت بسن ی لانآ زا ،اهرتماراپ ی

ز راو ی سنا ( ANOVA )

ط .دش هدافتسا ی

لودج(

6 لانآ ،) ی ز راو ی سنا ارب ی ربز ی حطس

هنومن .تسا هدش هئارا اه

ا رد ی ن لانآ ی

،ز اقم ی هس هنومن لک فارحنا نومزآ زا هدافتسا اب اه

F و

عت یی ن ن رادانعم حوطس ی

ز رادقم زا هدافتسا اب P-Value

هدش ماجنا

اجنآ زا .تسا یی

مطا حطس اب اهرتماراپ هک ی

نان 95

% هدش لدم ،دنا

اربانب ی ن داقم ی ر زا رتمک 05 / 0 ارب ی P-Value داقم ناونع هب ، ی

ر

ادانعم ر م هتفرگ رظن رد ی

دنوش . نامه روط لودج( رد هک 6

)

م هدهاشم ی

،دوش رادقم P-Value ارب ی سرگر لدم ی

،نو تلامج

طخ ی خرب و ی عبرم تلامج زا ی

لماعت و ی

، کچوک حطس زا رت

لودج 6 ) لانآ ی ز راو ی سنا ربز هب طوبرم ی

هنومن حطس اه

عبنم یدازآ تاجرد تاعبرم عومجم

نیگنایم تاعبرم F- رادقم

P- رادقم

لدم 9

0657 / 0 0073 / 0 93 / 42 000 / 0

یطخ 3

0463 / 0 0150 / 0 84 / 90 000 / 0

X1

1 0309 / 0 0309 / 0 15 / 182 000 / 0

X2

1 0022

/ 0 0022 / 0 27 / 13 005 / 0

X3

1 0131

/ 0 0131 / 0 09 / 77 000 / 0

یعبرم 3

0115 / 0 0038 / 0 61 / 22 000 / 0

12

1 X 0092

/ 0 0092 / 0 53 / 54 000 / 0

22

1 X 0002

/ 0 0002 / 0 29 / 1 282 / 0

32

1 X 0042

/ 0 0042 / 0 81 / 24 001 / 0

یلماعت 3

0078 / 0 0026 / 00 36 / 15 000 / 0

X2

X1*

1 0003

/ 0 0003 / 0 31 / 2 160 / 0

X3

X1*

1 0074 / 0 0074 / 0 76 / 43 000 / 0

X3

X2*

1 0000

/ 0 0000 / 0 00 / 0 958 / 0

لک 19

0674 / 0 -

- -

لکش 3 ) سررب ی افک ی ت ارب لدم ی ربز ی هنومن حطس اه

(7)

Volume *, Issue *, ** * Modares Mechanical Engineering

رادانعم 05 / 0 م ناشن هک تسا