Thermal cycling effect on the mechanical properties of the high temperature austenitized AISI 4340 steel was studied. Specimens austenitized at 1200℃ were thermal cycled at 840℃ and tempered in the range of 200-400℃, after which the tensile properties and impact strengths of the specimens were examined.
Thermal cycled specimens tempered in the range of 300-400℃ showed higher tensile and yield strength than that of untreated specimens. Impact strength was also increased by the thermal cycling treatment in all the tempering range of this study. However, after the initial increase in impact strength with increasing tempering temperature, there was an anomalous loss in impact strength when tempering temperature was 300℃. This loss in impact strength was attributed to the tempered martensite embrittlement.
High T.S., Y.S. and impact strength were obtained by three cycling treatment and subsequent tempering at 200℃, and their values were 195 kg/㎟, 165 kg/㎟ and 4.3 kg.m respectively.
The results indicated that the mechanical properties of AISI 4340 steel was effected by the austenite grain size substantially and the increase of mechanical properties was attributed to the grain refinement by thermal cycling.
고온 austentization한 AISI 4340강의 기계적 성질을 향상시키기 위하여 1200℃에서 austenitization한 시편을 840℃에서 주기 열처리 한후 200~400℃ 범위의 온도에서 tempering한 시편에 대하여 인장특성과 충격치에 대한 주기 열처리의 영향을 조사하였다.
본 실험에서 행한 전tempering구간에 걸쳐서 주기 열처리에 의하여 강의 인장강도, 항복강도가 증가 하였으며 충격치도 주기 열처리 횟수가 증가함에 따라 증가되었으나 300℃에서 tempering처리 했을때 주기열처리를 한 시편이 주기 열처리하지 않은 시편에 비해서 충격치의 감소가 심해지고 tempered martensite embrittlement에 민감함을 보였다.
높은 강도와 좋은 인성을 보여주는 열처리 조건은 세번 주기열처리 한 후 200℃에서 tempering하는 경우로 인장강도는 195kg/㎟, 항복강도는 165kg/㎟, 충격치는 4.3kgㆍm의 값을 얻었다.
이러한 결과들에서 austenite결정입도가 AISI 4340강의 기계적 성질에 큰 영향을 미치고 있다고 생각되며 강을 주기열처리 했을때 결정립이 미세화되어 결정립계 강화로 항복강도 및 충격치의 증가를 가져왔다고 생각된다.
