41Cr4 çeliğinde ön ısıl işlem sonrası değişen başlangıç mikroyapısının mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada 41Cr4 çeliğinde geleneksel su verme ve temperleme işlemi öncesinde uygulanan ön ısıl işlemler ile başlangıç mikroyapıda meydana gelen değişimlerin nihai mikroyapı ve mekanik özelliklere etkileri incelenmiştir. Çift östenitleme ısıl işlemi temperleme işleminden önce iki defa östenitleme ve su verme işlemi gerektirmektedir. Birinci östenitleme adımında yüksek sıcaklıklarda östenitleme ve ön su verme uygulanması dolayısıyla ikinci östenitleme adımına incelmiş karbürler barındıran martenzitik bir mikroyapıdan başlanması nedeniyle öncel östenit tane boyutları küçülmekte ve nihai mikroyapıdaki karbür boyutları incelmektedir. Ön tavlama ısıl işleminde ise geleneksel su verme ve temperleme işlemine fırında soğuma şartlarında tavlanmış ferrit/perlit mikroyapıdan başlanmaktadır. Ön tavlanmış kararlı ferrit/perlit fazları içeren mikroyapıdan başlanan ıslah işleminde öncel östenit tane boyutları küçülmekte ve nihai mikroyapıda kaba ve küresel karbürler bulunmaktadır. Çalışmada ön su verme ve ön tavlama işlemleri sonrası benzer parametrelerde ıslah işlemleri uygulanmıştır. Ferritik-perlitik mikroyapıdan başlanan ıslah işleminin referans kabul edildiği çalışmada uygulanan ön ısıl işlemlerin öncel östenit tane boyutlarına ve nihai mikroyapıdaki karbür boyutlarına etkileri araştırılmıştır. Ayrıca çift östenitleme ısıl işleminde temperleme sıcaklığı parametresinin etkileri incelenmiştir. Nihai mikroyapıda meydana gelen gelişmelere bağlı olarak değişen mekanik özellikler; sertlik, mukavemet, tokluk, aşınma direnci ve sertleşebilirlik özellikleri bakımından incelenmiştir. Ön su verme ve ön tavlama ısıl işlemlerinin öncel östenit tane boyutlarında benzer oranda düşüş sağladığı belirlenmiştir. Geleneksel ıslah işlemine kıyasla, çift östenitleme ısıl işlemi ile mikroyapıda ince boyutlu karbürlerin daha yüksek sıklıkta dağılım gösterdiği, ön tavlama ısıl işlemi sonrasında ise küresel ve kaba boyutlu karbür dağlımının daha yüksek sıklıkta meydana geldiği gözlemlenmiştir. Benzer temperleme sıcaklığı koşullarında uygulanan ön ısıl işlemler sonrası ıslah işleminin Vickers sertlik değerlerinde önemli bir değişim meydana getirmediği, çift östenitleme işleminde yüksek temperleme sıcaklığının sertliği düşürücü yönde etkilediği belirlenmiştir. Çift östenitleme ve ön tavlama ısıl işlemleri 41Cr4 çeliğinde çekme ve akma dayanımlarını önemli oranda arttırmış fakat süneklik özelliğinde düşük oranda azalma meydana getirmiştir. Öncel östenit tane boyutları ve karbür boyutlarında görülen değişimlerin 41Cr4 çeliğinde Charpy darbe enerjinini etkileyecek düzeyde meydana gelmediği görülmüştür. Fakat yüksek temperleme sıcaklığı koşullarında uygulanan çift östenitleme ısıl işleminin Charpy darbe enerjisini büyük oranda arttırdığı belirlenmiştir. Aşınan bilya hacmi ve sürtünme katsayıları ele alındığında benzer etkiler gözlemlenmekle birlikte en gelişkin tribolojik özellikler düşük temperleme sıcaklığında uygulanan çift östenitleme ısıl işlemi sonrasında görülmüştür. Uygulanan tüm ısıl işlem koşullarında benzer sertleşebilirlik karakterleri gözlemlenmiştir.