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Residual Stresses in Shot Peened Grey and Compact Iron* Translated title: Eigenspannungen in kugelgestrahltem Grauguss und Vermiculargraphitguss

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Abstract

Grey cast iron and compacted graphite iron with a pearlitic matrix are investigated in this study after shot peening using twelve unique combinations of parameters, namely shot size, peening intensity and coverage, followed by residual stress measurements and evaluations. Cylindrical test samples were cut out from heavy truck cylinder heads and polished on the top flat surface to decrease effects from cutting. Residual stresses and the affected depth from the different peening conditions varied between −245 MPa to −565 MPa and from 280 μm to 770 μm in depth. Resultant surface compressive stresses decrease with increasing shot size, peening intensity or coverage whereas the affected depth increases with increasing intensity. The increased affected depth is a result from the increased extent and magnitude of plastic deformation. The compacted graphite iron was more affected by shot peening than the grey cast iron, meaning that the same shot peening parameters resulted in both higher compressive stresses and larger deformation depth.

Kurzfassung

In dieser Arbeit werden die Eigenschaften von Grauguss und Vermiculargraphitguss mit einer perlitischen Matrix nach zwölf unterschiedlichen Kugelstrahlbehandlungen untersucht. Hierfür wurden Parametervariationen von Kugelgröße, Strahlintensität und Deckungsgrad eingestellt. Anschließend wurden Eigenspannungen gemessen und ausgewertet. Die zylindrischen Testkörper wurden aus Zylinderköpfen von Schwerlastern entnommen und an der Stirnseite poliert, um den Einfluss des Schneideprozesses zu reduzieren. Ausmaß und Einwirkungstiefe der eingebrachten Eigenspannungen reichen von −245 MPa bis −565 MPa bzw. von 280 μm bis 770 μm. Die oberflächlichen Druckeigenspannungen sinken mit größerer Strahlkugelgröße, Strahlintensität oder größerem Deckungsgrad, während sich die Einwirkungstiefe mit steigender Strahlintensität erhöht. Dies rührt von der erhöhten plastischen Verformung her. Dabei ist der Einfluss auf den Vermiculargraphitguss größer als auf den Grauguss, d. h. bei derselben Kugelstrahlbehandlung erzielt man größere Druckeigenspannnungen und eine höhere Einwirkungstiefe.

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Influence of Shot Peening Parameters on Residual Stresses in Flake and Vermicular Cast Irons

Author and article information

Affiliations
1 Department of Management and Engineering, Linköping University, SE-58183 Linköping, Sweden
2 Base Engine & Materials Technology, Volvo Powertrain, SE-40508 Gothenburg, Sweden
3 Testing Methods and Testing, Scania CV AB, SE-15187 Södertälje, Sweden
Author notes
[*] Enhanced contribution based upon a presentation at the International Conference on Residual Stresses ICRS9, October 7–9, 2012, in Garmisch-Partenkirchen, Germany
Journal
htme
HTM Journal of Heat Treatment and Materials
Carl Hanser Verlag
1867-2493
2194-1831
27 February 2014
: 69
: 1
: 38-45
© 2014, Carl Hanser Verlag, München
Counts
References: 23, Pages: 8
Product
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Fachbeiträge/Technical Contributions
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