Comparison of the structure and properties between single quench+temper and double quench+temper of medium­carbon and carbon­manganese steel

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214223

Ключові слова:

austenitizing, coarsening, compacting, embrittlement, hardening, holding, quenching, refining, softening, tempering

Анотація

Quenched and tempered steels are needed for highly-stressed structures in military and non-military equipment. This paper was written for studying the structure and properties (hardness and impact energy absorbed) of medium-carbon and carbon-manganese steels before and after Quench+Temper and Double Quenched+Tempered. Because water is cheap and easy to control, it was used as a quenching medium. This study compares the hardness and impact energy absorbed of quenched plus tempered and double quenched plus tempered steels. The results showed that double quenched plus tempered steel hardness was higher than in quenched plus tempered steels. Besides, the grain structure is refiner than that of quenched plus tempered steel. The taking of the austenite temperature and holding time is essential because of the hardness at the end of the quenching process. The study aims to obtain hardness and impact energy from quenching+tempering and double quenching+tempering of medium-carbon and carbon-manganese steel for armor steel. In the first step, five specimens were heated at 900 ℃ (held for 30 minutes), cooled in freshwater and produced Q900 Steel. Then, these specimens were heated at 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, and 900 ℃, held for 30 minutes and provided Q900+750 Steel, Q900+800, Q900+850 Steel, and Q900+900 Steel. These specimens were tempered at 150 ℃ (held for 30 minutes) and produced Q900+750&T Steel, Q900+800&T Steel, Q900+850&T Steel, Q900+900&T Steel. Martensite reached the cooling period 357 ℃ to 182 ℃, tempered at 150 ℃ (held for 30 minutes). Hardness for double-quenching and tempering is higher than for conventional. The maximum impact energy of double-quenching and tempering heat treatment of Q900+850&T steel is suitable for armor steel used

Біографії авторів

Yurianto Yurianto, Diponegoro University Jl. Prof. Sudarto, SH, Semarang, 50275, Central of Java, Indonesia

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Sulardjaka Sulardjaka, Diponegoro University Jl. Prof. Sudarto, SH, Semarang, 50275, Central of Java, Indonesia

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Susilo Adi Widyanto, Diponegoro University Jl. Prof. Sudarto, SH, Semarang, 50275, Central of Java, Indonesia

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Padang Yanuar, Semarang State Polytechnic Jl. Prof. Sudarto, SH, Semarang, 50275, Central of Java, Indonesia

Magister of Technical Sciences, Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Yurianto, Y., Suprihanto, A., Suryo, S. H., Umardani, Y., Yanuar, P. (2020). Effect of austenite temperature and holding time to impact energy and wear on HRP steel. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (12 (103)), 45–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.156798
  2. Lee, W.-S., Su, T.-T. (1999). Mechanical properties and microstructural features of AISI 4340 high-strength alloy steel under quenched and tempered conditions. Journal of Materials Processing Technology, 87 (1-3), 198–206. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(98)00351-3
  3. Shimizu, K., Nishiyama, Z. (1972). Electron microscopic studies of martensitic transformations in iron alloys and steels. Metallurgical Transactions, 3 (5), 1055–1068. doi: https://doi.org/10.1007/bf02642437
  4. Das, S. K., Thomas, G. (1969). Structure and mechanical properties of Fe–Ni–Co–C steels. Trans. ASM, 62, 659–668.
  5. Krauss, G. (1999). Martensite in steel: strength and structure. Materials Science and Engineering: A, 273-275, 40–57. doi: https://doi.org/10.1016/s0921-5093(99)00288-9
  6. Silva, E. P., Pacheco, P. M. C. L., Savi, M. A. (2004). On the thermo-mechanical coupling in austenite–martensite phase transformation related to the quenching process. International Journal of Solids and Structures, 41 (3-4), 1139–1155. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2003.09.049
  7. Ooki, C. (2004). Improving Rolling Contact Fatigue Life of Bearing Steels Through Grain Refinement. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2004-01-0634
  8. Luxenburger, G., Bockelmann, M., Wolf, P., Hanus, F., Cawelius, R., Buchholz, J. (2004). High strength quenched and tempered (Q+T) steels for pressure vessels. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 81 (2), 159–171. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2003.11.006
  9. Madhusudhan Reddy, G., Mohandas, T., Papukutty, K. (1999). Enhancement of ballistic capabilities of soft welds through hardfacing. International Journal of Impact Engineering, 22 (8), 775–791. doi: https://doi.org/10.1016/s0734-743x(99)00020-2
  10. Magudeeswaran, G., Balasubramanian, V., Madhusudhanreddy, G. (2008). Hydrogen induced cold cracking studies on armour grade high strength, quenched and tempered steel weldments. International Journal of Hydrogen Energy, 33 (7), 1897–1908. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2008.01.035
  11. Balakrishnan, M., Balasubramanian, V., Madhusudhan Reddy, G. (2013). Effect of hardfaced interlayer thickness on ballistic performance of armour steel welds. Materials & Design, 44, 59–68. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.06.010
  12. Lee, K. O., Hong, S. K., Kang, Y. K., Yoon, H. J., Kang, S. S. (2009). Grain refinement in bearing steels using a double-quenching heat-treatment process. International Journal of Automotive Technology, 10 (6), 697–702. doi: https://doi.org/10.1007/s12239-009-0082-5
  13. Di Schino, A., Guarnaschelli, C. (2009). Effect of microstructure on cleavage resistance of high-strength quenched and tempered steels. Materials Letters, 63 (22), 1968–1972. doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2009.06.032
  14. Nishibata, T., Kojima, N. (2013). Effect of quenching rate on hardness and microstructure of hot-stamped steel. Journal of Alloys and Compounds, 577, S549–S554. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.12.154
  15. Khani Sanij, M. H., Ghasemi Banadkouki, S. S., Mashreghi, A. R., Moshrefifar, M. (2012). The effect of single and double quenching and tempering heat treatments on the microstructure and mechanical properties of AISI 4140 steel. Materials & Design, 42, 339–346. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.06.017
  16. Yurianto, Pratikto, Sonoko, R., Wahyono, Bayuseno, A. P. (2018). Quenching and tempering parameter on Indonesian hot rolled plate steel for armour steel. MATEC Web of Conferences, 204, 05001. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201820405001
  17. Sampath, K. (2007). How to Choose Electrodes for Joining High-Strength Steels. Welding Journal, 26–28.
  18. ASM Handbook (1996). Vol. 6. Properties and Selection: Irons, Steels, and High Performance Alloys. Copyright ASM International, 246–247.
  19. Bailey, N., Coe, F. R., Googh, T. G., Hart, P. H. M., Jenkins, N., Pargetter, R. J. (1973). Welding steels without hydrogen cracking. Abington Publishing and ASM International.
  20. Lee, H.-G. (1999). Chemical Thermodynamics For Metals and Materials. World Scientific Publishing Co Pte Ltd. doi: https://doi.org/10.1142/p152
  21. ASTM E23-07a. Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials (2007). ASTM International, West Conshohocken, PA. doi: https://doi.org/10.1520/e0023-07a

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Yurianto, Y., Sulardjaka, S., Widyanto, S. A., & Yanuar, P. (2020). Comparison of the structure and properties between single quench+temper and double quench+temper of medium­carbon and carbon­manganese steel. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (107), 15–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214223

Номер

Том 5 № 12 (107) (2020): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Yurianto Yurianto, Sulardjaka Sulardjaka, Susilo Adi Widyanto, Padang Yanuar

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.