Temperleme Isıl İşlem Sıcaklıklarının AISI 4140 Çeliğinin Mekanik Özellikleri Üzerine Etkilerinin Araştırılması

Islah çelikleri, kimyasal bileşimleri özellikle karbon miktarı bakımından, sertleştirilmeye elverişli olan ve ıslahişlemi sonunda belirli bir çekme dayanımında yüksek tokluk özelliği gösteren, alaşımlı ve alaşımız makineimalat çelikleridir. Sunulan bu çalışmada, sanayide geniş kullanım alanına sahip olan AISI 4140 ıslah çeliğininsu verme işleminden sonra uygulanan temperleme ısıl işlemi sıcaklığının çeliğin mekanik özellikleri üzerineetkileri araştırılmıştır. Numunelere 850 °C sıcaklıkta su verme işlemi uygulanmış ve ardından numuneler 300,450, 550 ve 650 °C olmak üzere dört farklı sıcaklıkta 1 saat süre ile temperleme işlemine tabi tutulmuştur.Mekanik özelliklerinin belirlenmesi için; numunelerin sertlik ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca numuneler çekme vedarbe deneylerine tabi tutulmuştur. En düşük temperleme sıcaklığı olan 300 °C‟de sertlik değeri maksimumaulaşmıştır. En yüksek çekme ve akma dayanımı değeri de yine bu sıcaklıkta elde edilmiştir. Artan temperlemesıcaklığı ile birlikte numunelerin çekme ve akma dayanımı değerlerinde azalma görülmüştür.

Investigation of the Effects of Tempering Heat Treatment Temperatures on Mechanical Properties of AISI 4140 Steel.

Hardenable steels are alloyed and non-alloyed machinery manufacturing steels, whose chemical compositions are particularly suitable for hardening in terms of carbon content and which exhibit high toughness at a certain tensile strength at the end of the treatment process. In this study, The effects of the heat treatment temperature applied after quenching of the AISI 4140 tempered steel which has a wide usage area in the industry on the mechanical properties of steel has been investigated. Samples were quenched at 850 °C. and then samples were tempered at four different temperatures, 300, 450, 550 and 650 °C. for 1 hour. For the determination of mechanical properties; The hardness measurements of the samples were made. Samples were also subjected to tensile and impact tests. The lowest tempering temperature of 300 ° C has reached the maximum hardness value. The highest tensile and yield strength values were also obtained at this temperature. With increasing tempering temperature, the tensile and yield strength values of the samples decreased.

PDF

___

[1] D. Gandy, Carbon Steel Handbook. California, USA: EPRI, Palo Alto, 2007, ss.1-2.
[2] M. Kam ve H. Saruhan, “Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi,” Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 6, s. 3, ss. 553-564, 2016.
[3] A.H. Meysami, R. Ghasemzadeh, S.H. Seyedein and M.R. Aboutalebi, “An investigation on the microstructure and mechanical properties of direct-quenched and tempered AISI 4140 steel,” Materials & Design, vol. 31, no. 3, pp. 1570-1575, 2010.
[4] D.N. Zou, H. Ying, W. Zhang and X.D. Fang, “Influence of tempering process on mechanical properties of 00Cr13Ni4Mo supermartensitic stainless steel,” Journal of Iron and Steel Research, International, vol. 17, no. 8, pp. 50-54, 2010.
[5] W.S. Lee and T.T. Su, “Mechanical properties and microstructural features of AISI 4340 high-strength alloy steel under quenched and tempered conditions,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 87, no. 1, pp. 198-206, 1999.
[6] H. Güler ve R. Özcan, “Effect of Quenching Process on Mechanical Properties of High Carbon Steels,” Uludağ University Journal of the Faculty of Engineering, vol. 19, no. 2, pp. 77-83, 2014.
[7] E. Kesti, “Ç - 4140 çeliğinin mikroyapi ve mekanik özelliklerine su verme ortamının etkilerinin araştırılması,” Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Bölümü, Selçuk Üniversitesi, Konya, Türkiye, 2009.
[8] U. Çalıgülü, M. Aras ve M. Türkmen, “Temperleme işleminin yağda soğutulan çeliklerin mikroyapı ve sertlik özelliklerine etkisi,” In 4th İnternational Symposium on Innovatite Technologies in Engineering and Science, Alanya, Türkiye, 2016, ss. 600-607.
[9] F. Öztürk, M. Demirezen ve M. Bayrak, “DIN 41Cr4 ve DIN 42CrMo4 çeliklerde ısıl işlemin mekanik özelliklere etkisinin araştırılması,” Teknoloji, c. 9, s. 2, ss. 145-152, 2006.
[10] H. Berns and W. Theisen, Ferrous Materials: Steel And Cast Iron, 1. Baskı, Bochum, Almanya: Springer Science & Business Media, 2008, ss. 3-418.