Termal Analiz Yöntemiyle Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Kalitesinin Belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, termal analiz yöntemi kullanılarak küresel grafitli dökme demir parçalarda karşılaşılan çekinti probleminin önlenmesi için çalışmalar yapılmıştır. Değişen küreleştirici ve aşılayıcı oranları ile küresel grafitli dökme demirlerin mikroyapılarının kontrolü sağlanmıştır. Bu amaçla; sıvı dökme demire kapaklı tandiş potada değişik oranlarda küreleştirici ilave edildikten sonra, çeşitli aşılayıcıların değişen oranlarında akan metale aşılama yapılmıştır. Aşılamanın ardından termal analiz ölçümleri, metalografik inceleme ve dökülen numunelerden çekme testi ve çekinti irdelemesi yapılmıştır. Küreleştirici alaşım ilavelerinin deneysel sonuçlarına göre, en iyi küresel grafit yapısı %0.038?%0.045 kalıcı Mg oranlarında elde edilmiştir. %0.055’in üzerindeki kalıcı Mg oranlarında mikroyapıda sementit görülmesine rağmen, küreselliği %90’ın üzerinde grafit yapısı elde edilmiştir. Aşılayıcı türünün ve aşılayıcı ilave oranlarının değişiminin etkileri incelendiğinde,Ca ve Al içeren aşılayıcının mikro çekintiye karşı en etkili aşılayıcı olduğu belirlenmiştir. Bi içeren aşılayıcı küre sayısını arttırırken, Ba içeren aşılayıcının mikroyapı üzerinde en az etkiye sahip olduğu termal analiz sonuçlarından belirlenmiştir. Çekinti oluşumunun engellenmesi, parlama sıcaklığını mümkün olduğunca düşük (P<3?C) tutarak kalıp duvarı hareketlerinin engellenmesi, ötektik dönüşüm sıcaklığını mümkün olduğunca yükseltilmesi (>1150?C) ve dönüşüm süresini arttırmak suretiyle grafit oluşumunu en yüksek oranda sağlamakla mümkündür. Ötektik dönüşüm sıcaklığını termal analiz yöntemiyle belirleyerek istenilen değerlere getirmek, aşılayıcı alaşımın içerdiği özel amaçlı elementin türüne (Ca, Al, Bi, La, Ba) bağlı olarak kullanılan aşılayıcı oranının değiştirilmesiyle mümkündür.

In this study, secondary (micro) shrinkage problem of ductile iron is predicted by using the thermal analysis system. The most important problem for production of ductile iron castings is the secondary shrinkage that is the holes in the casting results from contraction of liquid metal while transform to solid state. Cast irons solidify to eutectic reaction that leads to carbon precipitate from liquid to graphite phase. The density of graphite is very low (2.2 g/cm3) that gives volume expansion to the cast iron. The volume of precipitated graphite is depend on the melting proces, Mg alloys, treatment proces, inoculation system and inoculant that’s effects are only defined by thermal analysis. When much more nodulizer alloy used, eutectic transformation temperature decreased to very low temperature which gave meta-stable solidification that increased the shrinkage prosity in the test component inversely. Using some more inoculant, feeding of the components are increased with the transformation time. Feeding behaviour of the ductile iron material can be under control by selection of nodulizer and inoculant materials and their quantaty.