Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi

Menderes KAM, (Makine ve Metal Tek. Bölümü, Dr. Engin PAK Cumayeri MYO, Düzce Üniversitesi, Düzce, TÜRKİYE)
Hamit SARUHAN (Makine Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Düzce Üniversitesi Düzce, TÜRKİYE)
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi
2 0
Yıl: 2018 Cilt: 6 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 553 - 564 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 17-10-2018

Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi

Öz:
Bu çalışmada, özellikle otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan AISI 4140 (42CrMo4) çeliğinin mekanik özellikleri üzerinde farklı bekletme süreli derin kriyojenik işlemin etkisi incelenmiştir. Bu amaçla hazırlanan AISI 4140 çeliğinden imal edilen numunelere geleneksel ısıl işlem uygulanmış ve geleneksel ısıl işlemi tamamlayıcı bir işlem olan derin kriyojenik işlem farklı bekletme sürelerinde (12, 24, 36 ve 48 saat) - 140 °C sıcaklıkta uygulanmıştır. Derin kriyojenik işlem sonrasında numunelere 200 °C’ de temperleme işlemi uygulanmıştır. AISI 4140 çeliğin mekanik özelliklerinin belirlenebilmesi için sertlik ölçüm ve çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testlerden elde edilen bulgular analiz edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, farklı bekletme süreli derin kriyojenik işlemin ve derin kriyojenik işlem sonrası uygulanan temperleme işleminin AISI 4140 çeliğin mekanik özellikleri üzerinde önemli etkileri olduğunu göstermiştir. Derin kriyojenik işlemli numunelerde önemli sertlik artışları ve çekme dayanımlarında kayda değer iyileşmeler olmuştur. Ayrıca, mekanik özelliklere etkisi yönünden derin kriyojenik işlemin en uygun bekletme süresinin 36 saat olduğu tespit edilmiştir. Derin kriyojenik işlemli numunelerin çekme dayanımlarında yaklaşık % 10 ve sertlik değerlerinde ise yaklaşık % 5 iyileşme olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelime:

The Effect of Deep Cryogenic Treatment with Different Holding Times on the Mechanical Properties of AISI 4140 (42CrMo4) Steel

Öz:
In this study, the effect of Deep Cryogenic Treatment with different holding times on the mechanical properties of AISI 4140 steel was investigated. For this purpose; AISI 4140 steel samples were subjected to quenched treatment, deep cryogenic treatment and deep cryogenic treatment - tempering. The samples were cooled down from room temperature to -140 °C and holded for different holding times (12, 24, 36 and 48 hours) for the deep cryogenic treatment. The tensile and hardness tests were performed to investigate the effect on the mechanical properties of the AISI 4140 steel. The results showed that different holding times of Deep Cryogenic Treatment have significant effect on the mechanical properties of AISI 4140 steel. Deep Cryogenic Treatment was shown to have a positive effect on the hardness. It was also found that the optimum holding time of the deep cryogenic treatment was 36 hours. The results showed that tensile strength was found to improve about 10 % and hardness value about 5 %.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
0
0
0
  • P. Baldissera and C. Delprete, “Effects of deep cryogenic treatment on static mechanical properties of 18NiCrMo5 carburized steel,” Materials and Design, Vol. 30, pp. 1435-1440, 2009.
  • C. X. Xiong, X. M. Zhang, Y. L. Deng, Y. Xiao, Z. Z. Deng and B. X. Chen, “Effects of cryogenic treatment on mechanical properties of extruded Mg–Gd–Y–Zr (Mn) alloys,” J. Central South Univ. Technol., Vol. 14, pp. 305-309, 2007.
  • A. Bensely, A. Prabhakaran, D. Mohan Lal and G. Nagarajan, “Enhancing the wear resistance of case carburized steel (En 353) by cryogenic treatment,” Cryogenics, Vol. 45, pp. 747-754, 2006.
  • K. Gu, H. Zhang, B. Zhao, J. Wang, Y. Zhou and Z. Li, “Effect of cryogenic treatment and aging treatment on the tensile properties and microstructure of Ti–6Al–4V alloy,” Mater. Sci. Eng. A, Vol. 584, pp. 170-176, 2013.
  • A. Akhbarizadeh and S. Javadpour, “Investigating the effect of as-quenched vacancies in the final microstructure of 1.2080 tool steel during the deep cryogenic heat treatment,” Mater. Lett., Vol. 93, pp. 247-250, 2013.
  • N. Altan Özbek, A. Çiçek, M. Gülesin, and O. Özbek, “Investigation of the effects of cryogenic treatment applied at different holding times to cemented carbide inserts on tool wear,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 86, pp. 34-43, 2014.
  • D. Das, A. K. Dutta and K. K. Ray “Sub-zero treatments of AISI D2 steel: Part I. Microstructure and hardness,” Mater. Sci. Eng. A, Vol. 527, pp. 2182-2193, 2010.
  • K. Amini, A. Akhbarizadeh and S. Javadpour, “Investigating the effect of holding duration on the microstructure of 1.2080 tool steel during the deep cryogenic heat treatment,” Vac., Vol. 86, pp. 1534-1540, 2012.
  • D. Das, A. K. Dutta, K. K. Ray, “Optimization of the duration of cryogenic processing to maximize wear resistance of AISI D2 steel,” Cryogenics, Vol. 49, pp. 176- 184, 2009.
  • K. Amini, A. Akhbarizadeh and S. Javadpour, “Investigating the effect of quench environment and deep cryogenic treatment on the wear behavior of AZ91,” Materials and Design, Vol. 54, pp. 154- 160, 2014.
  • H. Li, W. Tong, J. Cui, H. Zhang, L. Chen and L. Zuo, “The influence of deep cryogenic treatment on the properties of high-vanadium alloy steel,” Materials Science and Engineering: A, Vol. 662, pp. 356-362, 2016.
  • N. W. Khun, E. Liu, A. W. Y. Tan, D. Senthilkumar, B. Albert and D. M. Lal, “Effects of deep cryogenic treatment on mechanical and tribological properties of AISI D3 tool steel,” Friction, Vol. 3, No. 3, pp. 234-242, 2015.
  • A. Idayan, A. Gnanavelbabu and K. Rajkumar, “Influence of deep cryogenic treatment on the mechanical properties of AISI 440C bearing steel,” Procedia Engineering, Vol. 97, pp. 1683-1691, 2014.
  • S. Li, X. Yuan, W. Jiang, H. Sun, J. Li, K. Zhao and M. Yang, “Effects of heat treatment influencing factors on microstructure and mechanical properties of a low-carbon martensitic stainless bearing steel,” Materials Science and Engineering: A, vol. 605, pp. 229-235, 2014.
  • A. Zare, H. Mansouri and S. R. Hosseini, “Influence of the holding time of the deep cryogenic treatment on the strain hardening behavior of HY-TUF steel,” International Journal of Mechanical and Materials Engineering, Vol. 10, No. 1, pp. 1-9, 2015.
  • D. Senthilkumar, “Effect of deep cryogenic treatment on residual stress and mechanical behaviour of induction hardened En 8 steel,” Advances in Materials and Processing Technologies, Vol. 1, pp.10, 2016.
  • I. Gunes, A. Cicek, K. Aslantas and F. Kara “Effect of deep cryogenic treatment on wear resistance of AISI 52100 bearing steel,” Transactions of the Indian Institute of Metals, Vol. 67, No. 6, pp. 909-917, 2014.
  • B. Podgornik, F. Majdic, V. Leskovsek and J. Vizinti, “Improving tribological properties of tool steels through combination of deep-cryogenic treatment and plasma nitriding,” Wear, Vol. 288, pp. 88-93, 2012.
  • S. S. Dixit, S. R. Nimbalkar and R. R. Kharde, “Dry sliding wear analysis of D5 tool steel at different heat treatments,” Int. J. Eng. Sci., Vol. 2, No.5, pp. 16-26, 2013.
  • M. Koneshlou, K. Meshinchi and F. Khomamizadeh, “Effect of cryogenic treatment on microstructure mechanical and wear behaviors of AISI H13 hot work tool steel” Cryogenics, Vol. 51, No. 1, pp. 55-61, 2011.
  • P. Baldissera, and C. Delprete,. “Deep cryogenic treatment: a bibliographic review” The Open Mechanical Engineering Journal, Vol. 2, pp. 1-11, 2008.
  • S. Zhirafar, A. Rezaeian, and M. Pugh, “Effect of cryogenic treatment on the mechanical properties of 4340 steel,” Journal of Materials Processing Technology, Vol. 186, No. 1, pp. 298-303, 2007.
  • D. Mohan Lal, S. Renganarayanan and A. Kalanidhi, “Cryogenic treatment to augment wear resistance of tool and die steels,” Cryogenics, Vol. 41, No. 3, pp. 149-155, 2001.
  • D. Senthilkumar, I. Rajendran, M. Pellizzari and J. Siiriainen, “Influence of shallow and deep cryogenic treatment on the residual state of stress of 4140 steel,” J. Mater. Process. Technol., Vol. 211, No. 3, pp. 96-401, 2011.
  • D.Senthilkumar, I. Rajendran, “Optimization of deep cryogenic treatment to reduce wear loss of 4140 steel,” Mater. Manuf. Process., Vol. 27, No.5, pp. 567-572, 2012.
  • F. Kara, A. Çiçek and H. Demir, “Multiple Regression and ANN Models for Surface Quality of Cryogenically-Treated AISI 52100 Bearing Steel,” J. Balkan Tribol. Assoc., Vol. 19. No. 4, pp. 570-584, 2013.
  • F. Kara, “AISI 52100 çeliğinin yorulma ömrü ve taşlanabilirliğine kriyojenik işlem parametrelerinin etkilerinin araştırılması,” Doktora tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye, 2014.
  • G. Höke, Şahin, İ. Ç. Henifi ve T. Fındık, “Kriyojenik işlemin SAE 4140 çeliğin mekanik özellikleri üzerine etkisi,” Teknik-Online Dergi, c. 13, s. 2, ss. 25-37, 2014.
  • B. Pekgöz, S. Sarıdemir, İ. Uygur ve Y. Aslan, “Sementasyon işleminin farklı çeliklerin mikroyapı ve sertlik değerlerine etkileri,” Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, c. 10, s. 1, ss. 19- 24, 2013.
  • M. Kam ve H. Saruhan, “Kriyojenik işlem görmüş millerin titreşim analizi,” 1. Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı Bilimler Konferansı, Afyon, 2016, ss. 1207-1213.
  • M. Kam, H. Saruhan ve T. Guney, “Kriyojenik işlem ve sıcak dövme işlemi uygulanmış millerin deneysel titreşim analizi,” İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, c. 5, s. 3, ss. 21-30, 2016.
  • Kam, M. H. Saruhan ve F. Kara. "Isıl işlem görmüş millerin dinamik davranışlarının deneysel analizi." İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, c. 5, s.1, ss. 80-90, 2016.
  • M. Kam, “Kriyojenik işlem görmüş millerin dinamik davranışlarının deneysel analizi,” Doktora tezi, Makine Mühendisliği Anabilimdalı, Düzce Üniversitesi, Düzce, Türkiye, 2016.
APA Kam M, Saruhan H (2018). Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. , 553 - 564.
Chicago Kam Menderes,Saruhan Hamit Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. (2018): 553 - 564.
MLA Kam Menderes,Saruhan Hamit Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. , 2018, ss.553 - 564.
AMA Kam M,Saruhan H Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. . 2018; 553 - 564.
Vancouver Kam M,Saruhan H Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. . 2018; 553 - 564.
IEEE Kam M,Saruhan H "Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi." , ss.553 - 564, 2018.
ISNAD Kam, Menderes - Saruhan, Hamit. "Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi". (2018), 553-564.
APA Kam M, Saruhan H (2018). Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(3), 553 - 564.
Chicago Kam Menderes,Saruhan Hamit Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 6, no.3 (2018): 553 - 564.
MLA Kam Menderes,Saruhan Hamit Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol.6, no.3, 2018, ss.553 - 564.
AMA Kam M,Saruhan H Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2018; 6(3): 553 - 564.
Vancouver Kam M,Saruhan H Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2018; 6(3): 553 - 564.
IEEE Kam M,Saruhan H "Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi." Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6, ss.553 - 564, 2018.
ISNAD Kam, Menderes - Saruhan, Hamit. "Derin Kriyojenik İşlemin Farklı Bekletme Sürelerinin AISI 4140 (42CrMo4) Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 6/3 (2018), 553-564.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 22:27

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları