Temperleme sıcaklıklarının AISI 4140 ve AISI 4340 çeliklerinin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması
The effects on the mechanical properties of AISI 4140 and AISI 4340 steels of the tempering temperature
Yazar: ERDEM SARAÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURSEL ALTAN ÖZBEK
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Islah çelikleri, özellikle kimyasal bileşimlerindeki karbon içeriği açısından sertleştirmeye uygun olan ve işlem sonunda belirli bir çekme dayanımında yüksek tokluk gösteren, alaşımlı ve alaşımsız makine imalat çelikleridir. Bu özelliklerini, içerdikleri Cr ve Mo elementlerinin su verme sonucu yüksek oranda martenzitik yapı oluşturma özelliğinden alırlar. Endüstride kullanılan tüm makine sistemlerinde ihtiyaç duyulan bu üstün mekanik özellikleri içinde barındırdıkları için dişli, şaft, kaplin vb. neredeyse tüm makine parçalarında kullanılırlar. Sunulan bu çalışmada, sanayide geniş kullanım alanına sahip olan AISI 4140 ve AISI 4340 ıslah çeliklerinin su verme işleminden sonra uygulanan temperleme ısıl işlemi sıcaklığının çeliğin mekanik özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Numuneler öncelikle talaşlı imalat yöntemi ile hazırlanmış, ardından 850 °C sıcaklıkta oda sıcaklığındaki yağda 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 tutulmuş oda sıcaklığında soğutulmuştur. Mekanik özelliklerinin belirlenmesi için numunelerin sertlik ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca numuneler çekme ve darbe deneylerine tabi tutulmuştur. Metalografik muayene yöntemi ile ortaya çıkan mekanik değerlerin mikro yapı ile bağlantısına bakılmıştır. Sonuç olarak 300 °C'de malzemelerin akma-çekme mukavemetleri ve sertlik değerlerinin yüksek sıcaklıkta temperlenmiş numunelere göre daha iyi olduğu, aynı zamanda en iyi darbe dayanımı ise temperleme sıcaklığının artmasıyla birlikte 650 °C'de temperlenen numunelerde görülmüştür.

Abstract:
Hardenable steels are alloyed and unalloyed machine manufacturing steels, which are particularly suitable for hardening especially in terms of carbon content in their chemical compositions and which exhibit high toughness at a certain tensile strength at the end of the  process.They contain these properties as a result of the quenching of Cr and Mo elements with high martensite structure. Because of the superior mechanical properties of corrosion steels, which are needed industry, they are used in almost all machine parts (gear, shaft, coupling, and so on). In this study, the effects of tempering temperature on the mechanical properties of AISI 4140 and AISI 4340 treatment steels applied after quenching, which have wide usage area in industry, were investigated. Samples were first prepared by machining and then oil quenching at room temperature at 850 °C was applied, and then samples were cooled to room temperature for 1 hour at 4 different temperatures, 300, 450, 550 and 650 °C. For the determination of mechanical properties, the hardness measurements of the samples were made. Samples were also subjected to tensile and impact tests. The relation of the mechanical values with the microstructure was investigated by the metallographic examination method. As a result, the yield, tensile strength and hardness values of the materials at 300 °C were better than the tempered samples at high temperature while the best impact resistance was observed in the samples tempered at 650 °C with the increase of tempering temperature.