Effect of quenching and cryogenic treatment on forged SAE 4032 steel's mechanical properties

Bu çalışmada disk tipi frenlerde levye parçası malzemesi olarak kullanılan SAE 4032 çeliğine önceden yapılan su verme ve temperleme sonrası 12, 24, 36 saat kriyojenik işlem uygulanmış ardından parçadan çıkarılan numunenin sertlik, mikroyapı, çekme mukavemeti ölçülmüştür. Levyeden çıkarılan sertlik ve mikroyapı numunesi, ANSYS sonlu elemanlar analizi programı ile tespit edilen, plastik deformasyonun başlangıç noktasından hazırlanmıştır. Kriyojenik işlem dakikada 2°C düşülerek -196°C'ye kadar soğutulup, belirtilen sürelerde bu sıcaklıkta tutulup, tekrar dakikada 2°C ısıtılarak oda sıcaklığına getirilerek yapılmıştır. Mikroyapı değişimleri optik mikroskopta incelenmiş, sertlik değişimi için Vickers sertlik birimi kullanılmıştır. Yorulma testleri Ege Fren 222H modeli gerçek fren sistemi üzerinde yapılmış, körükten gelen 17,5-18,5 kN arasındaki kuvvet, levye parçası vasıtası ile balatalara aktarmıştır. Yapılan test sonuçlarına göre kriyojenik işlem sonrasında parçaların yüzeyinde sertlik kriyojenik işlemler sonucunda önemli bir artış göstermemiş, mikroyapılar incelendiğinde tane boyutu incelmiş, homojen dağılmış bir martenzit yapısı elde edilmiş ancak akma mukavemeti düşmüştür. Fren üzerinde yapılan testlerde ise kırılma çevrim sayısı sadece su verilmiş ve temperlenmiş numunelere göre düşmüştür. In this study, cryogenic treatment was applied at 12, 24, 36 hours to air disk brake opshaft which made by SAE 4032 steel. After cryogenic treatment; metalographic investigations, hardness tests, tensile tests were carried out. Metallografic samples are taken from yielding's start point which identified by ANSYS finite element analysis. Cryogenic treatment is applied which the cooling rate of 2 °C per minute to -196 °C and had stood at this temperature at specified times. It was reached at room temperature again with heating rate of 2 °C per minute. Optical microscope, Vickers hardness methods, tensile test were used to examine the changes in the microstructure and mechanical properties. Fatigue tests were carried out on Ege Fren 222H disc type brake in real conditions. Comparission of results are; hardness on the surface was improved but yield strength was decreased. Tensile strength was maksimum on 24 hours cryogenic treated part. Residual austenite decreased on 12, 24 hours cryogenic treatment but increased on 36 hours. Martensite phase was more uniform than after cryogenic treatment than just forged part. 86