Maden Kırıcılarda Kullanılan Beyaz Dökme Demirlerde Bor Katkısının Ve Isıl İşlemin Mekanik Özelliklere Etkisi

Abstract

Madencilikte kullanılan kırıcı parçaları yüksek mukavemetli aşınmaya ve darbeye dayanıklı, beyaz dökme demirden üretilirler. Bu çalışmada yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin sertlik ve aşınma özelliklerini etkileyen mikroyapının, alaşım elementlerindeki değişimle ve ısıl işlemle nasıl değiştiğine değinilmiştir. Bu amaçla standart kromlu ve %28 kromlu numunelerin Mo ve B miktarları değiştirilmiş ve ısıl işlemin etkisini görebilmek için döküm halindeki alaşımlara C6(Kritik Altı Isıl İşlem: 600C de 6 saat → Havada soğutma, Destabilizasyon: 970C de 4 saat ostenitleme → Havada Soğutma) ısıl işlemi ve tavlama işleminin etkisini görebilmek için C6 ısıl işleminden sonra 200C‘de 4 saat temperleme uygulanmıştır. Uygulanan ısıl işlemlerle matris yapısı martensite dönüşmüştür ve dönüşen matrisle beraber sertlik ve aşınma direncide artmıştır. C6 ve C6+200 ısıl işlemi uygulanan dökme demirlerin mikroyapısında martensitik matris boyunca karbür alaşımları (M7C3, M23C6, M3C) görülmüştür. Genel eğilim olarak krom oranındaki artışla beraber sertlik ve aşınma direncide artış sağlanmıştır. Buna rağmen, bor miktarı %2 oranında artırılmasına rağmen beklenen sertlik ve aşınma direnci değerleri sağlanamamıştır. Sonuçta en yüksek sertlik ve aşınma direnci değerleri C6+200 ısıl işlemi görmüş ve 21Cr-1Mo-0,5B içeren beyaz dökme demir numunesinde elde edilmiştir.

High strength, impact and wear resistant white cast irons are used for the mining applications. This study focuses on the microstructures and mechanical properties of high chromium white cast irons depending on the alloying elements and heat treatment procedures. For these purposes, amount of chromium, molibdenium and bor present in the compositions were changed. As the heat treatment procedures C6(Sub-critical heat treatment: in 6000C for 6 hours → Air cooling, Destabilisation: in 9700C for 4 hours → Air cooling) and C6+200 ( tempering at 200C after C6 process) were followed. The applied heat treatments changed the matrix into martensite while increasing both the hardness and the wear resistance. In the microstructures of the C6 and C6+200 heat treated cast irons alloy carbides (such as M7C3 and M23C6 types) were detected along with the martensitic matrix. As a general trend higher hardness and wear resistance values were obtained as the chromium content of the white cast iron was increased. However, the addition of boron to a value of about 2 % did not result in an enhanecement in wear resistance. Finally high hardness and wear resistance combination was oobtained from 21Cr-1Mo-0,5B containing cast iron after C6+200 heat treatment.