AISI 4140 çeliğinin çeşitli çift fazlı mikroyapılarında mekanik özellikleri ile sürtünme davranışı ilişkisinin incelenmesi

Abstract

Çift fazlı çelikler otomotiv sektöründe ihtiyaç duyulan hafif ve dayanıklı malzeme ihtiyacını gidermek amacıyla ilk olarak 1970’li yıllarda geliştirilmişlerdir. Bu tür çelikler ferrit fazı içerisinde dağılmış halde yer alan martenzit fazının varlığı ile yüksek süneklik ve yüksek mukavemeti bir arada sunabilmektedirler. Isıl işlem parametreleri doğru olarak seçildiğinde birçok çelik türü için çift fazlı mikroyapının elde edilmesi mümkündür. Bu çalışmada AISI 4140 çeliğinden hazırlanmış çubuklar kritik sıcaklıklar arası tavlanma işlemini takip eden izotermal dönüşümlere tabi tutularak benzer sertlik değerlerinde çeşitli çift faz mikroyapılarına sahip numuneler elde edilmiştir. Bu numunelerin çekme, darbe dayanımı ve sertlik gibi mekanik özellikleri deneysel olarak belirlenmiş, ayrıca benzer sertlik değerlerine sahip bu yapıların aşınma davranışları incelenmiştir. Bu sonuçlar normalize AISI 4140 çeliğine ait sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Çift fazlı mikroyapı sayesinde benzer sertlik değerleri için daha tok ve sürtünme katsayısı düşük çeliklerin üretilebileceği fakat bunun aşınma nedeniyle oluşan kütle kaybına bir katkısı olmadığı görülmüştür.

Dual phase steels were developed firstly in 1970's in order to provide of light and strength materials for automobile industries. Since the presence of distributed martensite phase in the matrix of ferrite phase, these type of steels can be provide both high ductility and high strength in a materials together. Obtaining a dual-phase microstructure for many types of steel is possible by the selection of heat treatment parameters properly. In this study, steel bars prepared from AISI 4140 steel were subjected to some thermal treatment followed by isothermal transformation and various dual phase microstructure in similar hardness specimens were obtained. Some mechanical properties such as impact strength, and hardness of these materials were identified, in also wear behavior of these materials which were in similar hardness is investigated. These results are compared with those of AISI 4140 steel. As a result it seen that with dual phase microstructure it can be produced a materials with more toughness and low friction coefficient, but those properties does not affect the weight loss occurring due to wear.