Cr – Mo elementleri ile modifiye edilmiş 42CrMo4 ve 30MnB4 çeliklerde ısıl işlemin mekanik özelliklere etkisi
The effect of heat treatment on mechanical properties of modified 42CrMo4 and 30MnB4 steels with Cr – Mo elements
Yazar: YASEMİN ERDOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR GÜVEN
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Civata = Bolt ; Isıl işlem = Heat treatment ; Malzeme bilimi = Material science ; Sertleştirme = Hardening ; Tavlama = Annealing

Özet:
Günümüzde ıslah çeliklerinin civata üretimlerinde yaygın kullanılmasıyla beraber teknolojinin gelişmesi ile mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi için ısıl işlem yöntemleri çok önem kazanmaktadır. Malzemenin kimyasal bileşimi, metalografik iç yapısındaki değişimler uygulanan ısıl işlem yöntemleri ile ilişkilidir. Yüksek mukavemetli bir bağlantı elemanını irdelerken, tanımı anlamak önemlidir. Yüksek Mukavemet, kullanılacak malzemenin kalitesine bağlıdır. Kullanım durumunda yüksek dayanımlı çeliklerin gelişmesi için yürütülen çalışmaların üretim süreçleri, ısıl işlem ve kimyasal bileşimi dikkate alınmalıdır. 
Bu çalışma kapsamında yüksek mukavemetli olan 10.9 kalite bir civata yapımında kullanılan 42CrMo4 MOD ve 30MnB4 malzemeleri ısıl işlem uygulamalarına tabi tutularak mekanik davranışları irdelendi. Bu iki malzeme ilk olarak ıslah işlemi görmeden çekme,darbe ve çentik testleri gerçekleştirildi. Daha sonra hazırlanan 10 adet numune farklı temperleme işlemleri uygulanarak en uygun sıcaklık değerleri belirlendi. Temperleme sonrasında hazırlanan numuneler çekme, darbe ve sertlik deneyleri ile mekanik özellikleri bulundu. Ayrıca her bir numunenin ısıl işlem sonrası mikroyapıları incelendi.
Sonuç olarak temperleme sıcaklıkların değiştirilmesi ile 30MnB4 malzemesinin 10.9 kalite bir civatanın istendiği mekanik özelliklerine sahip olabileceği tespit edilmiştir. Bulunan deneysel mekanik değerleri ile tablolar halinde sonuçlar bölümünde yer verilmiştir. Bu malzemeler farklı ısıl işlem şartları altında benzer mukavemet değerleri görüldüğü saptanmıştır. 30MnB4 malzemesi, 42CrMo4 MOD malzemesine göre hem daha az maliyetli olup hemde 10.9 kalite mukavemet değerlerine ulaştığı tespit edilmiştir. Bu malzemelerin kullanılacağı sanayi ve benzeri alanlarda mekanik değerlerine ulaşılamaması sebebiyle literature veriler kazandırılmıştır. Literatüre alternatif olarak 30MnB4 malzeme çeşitliliği kazandırılmıştır.

Abstract:
Nowadays, with the widespread use of breeding steels in bolt production, heat treatment methods have become very important for improving their mechanical properties with the development of technology. The chemical composition of the material, changes in its metallographic internal structure are associated with the applied methods of heat treatment. When inspecting a high-strength fastener, it is important to understand the definition. High Strength depends on the quality of the material to be used. In case of use, the production processes, heat treatment and chemical composition of the work carried out for the development of high-strength steels should be taken into account.
In the scope of this study, 42CrMo4 MOD and 30MnB4 materials used in the construction of a high-strength 10.9 quality bolt were subjected to heat treatment applications and their mechanical behavior was examined. These two materials were first subjected to tensile, impact and notch tests without undergoing a reclamation process. Then, the most suitable temperature values were determined by applying different tempering processes to 10 prepared samples. The mechanical properties of the samples prepared after tempering were found by tensile, impact and hardness tests. In addition, the microstructures of each sample after heat treatment were examined. As a result, it was determined that 30MnB4 material can have the desired mechanical properties of a 10.9 quality bolt by changing the tempering temperatures. The experimental mechanical values found and the results in the form of tables are given in the results section. It was found that similar strength values were observed under different heat treatment conditions of these materials. It has been determined that 30MnB4 material costs less than 42CrMo4 MOD material and reaches 10.9 quality strength values. Due to the fact that the mechanical values of these materials cannot be reached in the industry and similar areas where they will be used, data have been provided to the literature. As an alternative to the literature, a variety of 30MnB4 materials has been introduced.