Manufacturing, testing and cost analyses of crankshafts

Abstract

In this study cast crankshafts are manufactured by applying casting and heat treament method with similar mechanical properties and exact geometry with its forged equivalant whereas forged crankshafts are strengthed by appliying both heat treatment and fillet rolling after forging process. Addition of magnesium, nickel and copper elements into the cast matrix allow to get nodular ductile iron. Application of heat treatment is performed just below to eutectoid region which improve the nodule count and in this way mechanical properties of the cast crankshaft is progressed to acceptable level. Mechanical properties of the cast crankshafts are evaluated by tensile testing, fatigue testing and engine durability testing and compared with the forged crankshaft?s mechanical properties.

Bu çalışmada dövme yöntemi, ısıl işlem ve makara ile ezme metoduyla yüzey sertleştirme işlemleri uygulanarak üretilen krankmilleri ile aynı mekanik özelliklere sahip geometrik olarak tamamen aynı muadilinin döküm yöntemi ve ısıl işlem yapılarak makara ile ezme yüzey sertleştirme işlemi uygulanmadan üretilme işlemi yapılmıştır. Döküm malzeme içerisine katılan magnezyum, nikel, bakır elementleri ile elde edilen boğumlu matrisi olan sünek dökme çelik, ısıl işlem esnasında ötektoid bölgenin sınırına kadar ısıtılarak ısıl işlem uygulanmış ve küresel matrise sahip yüksek dayanımlı krankmilleri üretilmiştir. Üretilen döküm karankmillerinin dövme krankmilleri ile benzer yakınlıkta mekanik özelliklere sahip olduğu çekme, yorulma ve motor ömür testi sonuçlarına bakılarak karar verilmiştir.