AISI 4140 çeliğinin farklı kontak basınçlarda Fretting yorulma ömrünün belirlenmesi

Abstract

Bu projenin amacı, AISI 4140 çeliğinin farklı kontak basınçları altında fretting yorulma davranışının deneysel ve analitik olarak incelenerek yorulma ömrünün belirlenmesidir. AISI 4140 çeliği, yüksek dayanım ve tokluk özellikleri nedeniyle otomotiv, savunma ve makine imalat sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak temas eden yüzeylerde meydana gelen mikro genlikli bağıl hareketler (fretting) çatlak başlatma ve erken hasar oluşumuna neden olmakta, bu durum bileşenlerin servis ömrünü önemli ölçüde azaltmaktadır. Proje kapsamında farklı kontak basınçları altında gerçekleştirilecek fretting yorulma testleri ile çatlak başlangıcı ve ilerleme mekanizmaları incelenecek; yüzey morfolojisi, hasar bölgeleri ve kırılma yüzeyleri mikroyapısal analiz yöntemleriyle karakterize edilecektir. Elde edilen deneysel veriler ışığında kontak basıncı–yorulma ömrü ilişkisi ortaya konacak ve kritik hasar eşik değerleri belirlenecektir. Bu çalışma, yüksek gerilme altında çalışan makine elemanlarının tasarımında güvenilir ömür tahmin modellerinin geliştirilmesine katkı sağlayacak, bakım-periyot optimizasyonuna ve sistem güvenilirliğinin artırılmasına bilimsel altyapı oluşturacaktır.

The aim of this project is to experimentally and analytically determine the fretting fatigue life of AISI 4140 steel under different contact pressures. AISI 4140 steel is widely used in automotive, defense, and machinery industries due to its high strength and toughness. However, micro-amplitude relative motions occurring at contact interfaces (fretting) can initiate cracks and cause premature failure, significantly reducing the service life of components. Within the scope of the project, fretting fatigue tests will be conducted under varying contact pressures to investigate crack initiation and propagation mechanisms. Surface morphology, damage zones, and fracture surfaces will be characterized using microstructural analysis techniques. Based on the experimental results, the relationship between contact pressure and fatigue life will be established, and critical damage threshold values will be identified. This study is expected to contribute to the development of reliable life prediction models for components operating under high stress conditions, supporting maintenance optimization and enhancing overall system reliability.