SAE 4340 çeliğinde ısıl işlem parametrelerinin yorulma ve mikro yapı üzerine etkisi
Heat treatment parameters effect on fatigue strenght and microstructre on SAE 4340 steel
Yazar: DOĞANCAN ÇELİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEVKİ YILMAZ GÜVEN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Makine elemanları, fonksiyonlarını yerine getirirken değişken kuvvetlere maruz kalır. Bu kuvvetlerin etkisi ile oluşan gerilmelerin belli bir yük tekrar sayısından sonra, yorulma sonucu genelde yüzeyde oluşan çatlağın ilerlemesi ile makine elemanı kırılarak hasara uğrar. 

Makine elemanlarının, yorulma sonucu uğradıkları hasar; yüzey sertleştirme yöntemleri ile yüzeyde sert bir tabaka oluşumu ile önlenebilir.  Böylece, çatlak oluşumunun zorlaştırılması veya geciktirilmesi ile parça kullanım ömrü artmış olur.

SAE 4340 çeliği; uçaklarda otomobil ve motor parçalarında eksantrik ve krank millerinde direksiyon parçalarında, kovanlarda kullanılır. Yüksek tokluk özelliğine sahip ve yüzey sertleştirmeye uygundur. Bu çalışmada, SAE 4340 ıslah çeliğinin yorulma ömrüne, ısıl işlemlerin etkisi araştırılmıştır. Hazırlanan yorulma numunelerine, su verme işlemi ve farklı sıcaklıklarda temperleme tavı uygulanmıştır. Hazırlanan numunelere, dönen eğmeli yorulma deneyleri uygulanmıştır. Yorulma dayanım sonuçlarını, desteklemek amacı ile ayrıca, çekme deneyleri, sertlik ölçümleri ve metalografik incelemeler, taramalı elektron mikroskobu (SEM) çekimleri analizleri yapılmıştır. 

Deneylerde; ÖZKAN DEMİR ÇELİK sanayi tarafından üretilen 34CrNiMo6 (SAE 4340) ıslah çeliği kullanılmıştır. Numunelere; 860℃ yağda su verme ve 300, 500, 600 ℃ sıcaklıklarda temperleme tavı yapılmıştır. Temperlemeden sonra, soğutma hızının yorulma dayanımına etkisini görebilmek için de, ayrıca hazırlanan yorulma numunelerine temperlemeden sonra yağda soğutma uygulanmıştır. Isıl işlem görmemiş malzemelerden de, yorulma, sertlik, çekme ve metalografi deney numuneleri hazırlanmıştır.

Deneysel çalışmalar sonucunda, 300 °C sıcaklıkta temperleme işleminden sonra, yağda soğutulan numunelerin, havada soğutulan numunelere göre yorulma ömrünün daha yüksek ve %12 oranında bir artışın olduğu görülmüştür.

Abstract:
Machine elements are exposed to variable forces while performing their functions. After a certain number of stresses caused by the effect of these forces, the result of fatigue is usually caused by the progression of the cracks on the surface by breaking the machine element.
The damage caused by fatigue of machine elements prevented by surface hardening methods by forming a hard layer on the surface. Thus, the life of the part is increased with the easing or delaying of the crack formation.
SAE 4340 Steel; Steering parts engine parts camshaft and the crankshaft in automobiles and airplanes, casings are used. High toughness and suitable for surface hardening. In this study, the effect of heat treatment on fatigue life of SAE 4340 reclaimed steel was investigated. Preparation of fatigue samples, quenching process and tempering at different temperatures were applied. For he prepared samples, rotating curved fatigue test were applied. In order to support fatigue strength results, tensile tests, hardness and metallographic, scanning electron microscope (SEM) analyzes were carried out. 
In experiments; ÖZKAN DEMİR ÇELİK used 34CrNiMo6 (SAE 4340) reclamation steel produced by the industry. The sample; 860 ° C oil quenching and tempering at 300, 500, 600 ° C. After tempering, in order to see the effect of the cooling rate on the fatigue strength, the prepared fatigue samples were tempered in oil after tempering. Fatigue, hardness, tensile and metallographic test specimens were also prepared from untreated Materials.

Experimental studies have shown that, after annealing at 300 ° C, oil-cooled quantities have a higher fatigue and 12% fatigue relative to the air-cooled quantities