ASISI 4140 çeliğinin sıcak dövme karakteristiğinin incelenmesi

Abstract

Endüstride sıcak dövme işlemi ile AISI 4140 çeliğinden üretilen parçalar yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Buna rağmen endüstride AISI 4140 çeliğinin sıcak dövme çalışmasıyla ile ilgili yazılı doküman sınırlı sayıdadır. Bu çalışmada AISI 4140 çeliğin sıcak dövme sonrası farklı ostenitleme ve menevişleme sıcaklıkları sonucunda malzemedeki mekanik ve mikro yapısal değişimler deneysel olarak incelenmiştir. Endüstriyel olarak üretilen parçalardan elde edilen numuneler 900°C, 880°C ve 860°C sıcaklıklarda ostenitlenip yağda su verildikten sonra 640°C, 570°C ve 480°C sıcaklıklarda menevişlenmişlerdir. Tüm numunelerde ostenitleme süresi 140 dakika, menevişleme süresi de 200 dakika olarak belirlenmiştir. Bu numunelerin sertlik ve çekme testleri ile XRD ve metalografik mikroyapı analizleri yapılmıştır. Yapılan ısıl işlemler sonucunda bu numuneler TS EN ISO 6892-1 göre çekme, TS EN ISO 6506 -1 göre de sertlik testine tabi tutulmuş ve mikro yapıları optik mikroskop ve SEM'de incelenmiştir. SEM incelemesi sonucunda yapıda farklılıklar görülen bölgelerden EDS analizi alınarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Yapıda oluşabilecek fazları belirlemek için XRD analizi yapılmıştır. Ostenitleme ve menevişleme sıcaklıkları sabit tutularak, AISI 4140 çeliğinin sıcak dövme sonrasındaki ısıl işleminde ostenitleme ve menevişleme sıcaklıklarının mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisi tespit edilmiş ve aralarındaki farklar incelenmiştir.

Parts that are produced from AISI 4140 steel using hot-forging process are widely used in industry. Nevertheless, there are few written documents related to hot-forging of AISI 4140 steel. In this study, following the hotforging process, mechanical and microstructural changes at different austenitizing and tempering temperatures have been analyzed experimentally. Samples that are obtained from industrially produced parts have been austenitized at 900°C, 880°C and 860°C then quenched with oil and tempered at 640°C, 570°C and 480°C. Austenitizing duration for all the samples has been 140 minutes and tempering time has been 200 minutes. Hardness and Tensile tests along with XRD and metallographic microstructure analyses of these samples have been performed. Following the Heat-Treatment performed, these samples have been subjected to tensile testing in acc. with TS EN ISO 6892-1 and hardness testing in acc. with TS EN ISO 6506-1. In consequence of SEM examination, EDS analysis has been performed on areas showing differences in micro-structure. XRD analysis has been performed in order to determine the phases that may occur. After the heat treatment of hot forged AISI 4140 steel, keeping the austenitization and tempering temperatures constant, the effect of these temperature on mechanical and microstructural properties has been investigated.