DIN 41Cr4 ve 30MnB4 çeliklerinde menevişleme işleminin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the temperature process on din DIN 41Cr4 and 30MnB4 steels
Yazar: SEFER GÜLEKEN
Danışman: PROF. DR. MURAT ESKİL
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Düşük karbonlu çelik = Low carbon steel

Özet:
Bu çalışmada, 41Cr4 ve 30MnB4 düşük alaşımlı çeliklerin farklı menevişleme işlemleri sonrasında mekanik, morfolojik ve kristalografik özellikleri karşılaştırıldı. DIN 41Cr4 ve 30MnB4 çeliklerinden hazırlanan numuneler 4 istasyonlu yatay soğuk şekillendirme makinesinde üretildi. Her iki malzeme sürekli (continuous) ısıl işlem fırınında 860 oC de tavlanıp homojenize edildi daha sonra yağda soğutuldu. Arkasından farklı sıcaklıklarda menevişleme işlemi uygulandı. Her sıcaklık değerinde meydana gelen faz yapıları, morfolojik oluşumlar ve mekanik özellikleri saptandı. Isıl işlem süreçleri tamamlanan numuneler tel erezyon ile disk şeklinde parçalar kesilerek X-ışını analizleri için uygun hale getirildi. X-Işını analizi ile faz yapılarının tayini X-ışını difraktometre cihazı ile gerçekleştirildi. Elde edilen yansımalar kullanılarak pikler indislendi. Isıl işlemlerden sonra, numuneler üzerinden kesitler alınarak metalografik örnekler hazırlandı. Parlatılmış ve metal mikroskobu numunelerin mikro yapıları, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelendi. Fazların ihtiva ettiği elementel kompozisyon EDS incelemeleri ile belirlendi. Mekanik özellikleri belirlemek için, her bir farklı temperleme işlemi için beş test çubuğu üzerinde çekme testleri yapılmıştır. Numunelerin Rockwell-C ve Vickers sertlik ölçümleri alındı.
Sonuç olarak bijon üretiminde yaygın olarak kullanılan DIN 41Cr4 ve DIN 42CrMo4 çeliklerine alternatif olarak daha ucuz olan 30MnB4 çeliğinin kullanılabilirliği araştırıldı. Meneviş sıcaklıklarında değişiklik yapılarak her iki malzeme arasındaki sertlik, mekanik ve metalografik özellikler karşılaştırıldı. Bu tez çalışmasının amacı, standartlarda tanımlanan 10.9 kalite sınıfındaki bijonların üretiminde, 30MnB4 çeliğinin daha yaygın kullanarak dışa bağımlılığı nispeten azaltmak ve kaliteden ödün vermeden daha ekonomik bir ürün üreterek ihracata katkı sağlamaktır. Böylece ülkemizde büyük oranda pazar payına sahip bijon ve cıvata üretiminin daha ucuz bir malzemeyle ikame edilerek bu alanda ekonomiye büyük oranda yıllık katkı sağlayacak alternatif malzeme sunulmuştur.

Abstract:
In this study, the mechanical, morphological and crystallographic properties of 41Cr4 and 30MnB4 low alloy steels were compared after different tempering processes. Samples prepared from DIN 41Cr4 and 30MnB4 steels were produced in a 4-station horizontal cold forming machine. Both materials were annealed and homogenized at 860 oC in a continuous heat treatment furnace, then cooled in oil. Afterwards, tempering process was applied at different temperatures. Phase structures, morphological formations and mechanical properties of each temperature value were determined. The samples, whose heat treatment processes were completed, were made suitable for X-ray analysis by cutting disc-shaped pieces with wire erosion. Determination of phase structures by X-ray analysis was performed with X-ray diffractometer device. The peaks were indexed using the resulting reflections. After the heat treatments, metallographic samples were prepared by taking sections from the samples. Microstructures of polished and metal microscope samples were examined by scanning electron microscope (SEM). The elemental composition of the phases was determined by EDS examinations. In order to determine the mechanical properties, tensile tests were performed on five test rods for each different tempering process. Rockwell-C and Vickers hardness measurements of the samples were taken.
As a result, the usability of the cheaper 30MnB4 steel as an alternative to DIN 41Cr4 and DIN 42CrMo4 steels, which are widely used in wheel bolt production, was investigated. The hardness, mechanical and metallographic properties between the two materials were compared by changing the tempering temperatures. The aim of this thesis is to reduce foreign dependency relatively by using 30MnB4 steel more widely in the production of 10.9 quality class bolts defined in the standards and to contribute to export by producing a more economical product without sacrificing quality. Thus, by replacing the wheel bolt and bolt production, which has a large market share in our country, with a cheaper material, an alternative material that will contribute to the economy in this area annually is presented.