Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Yüksek Çevrimli Yorulma Davranışına Silisyum Oranının Etkisi

Abstract

Bu çalışmada iki farklı kalite küresel grafitli dökme demir, EN-GJS-500-7 (%2,4 Si) ve EN-GJS-500-14 (%3,6 Si) malzemeleri incelenmiştir. Mikroyapı karakterizasyonu yapılmış, mikroyapısı ve kantitatif analizi gerçekleştirilmiştir. Dönel eğmeli yorulma testi ile yapılan deneylerde yüksek çevrimli yorulma davranışı incelenmiştir. İki farklı kalite küresel grafitli dökme demirin S-N eğrileri çizilmiştir. Yüksek silisyum oranının; geleneksel küresel grafitli dökme demirlerin çekme, akma mukavemeti, sünekliği, sertliği gibi mekanik özelliklerine etkisi ve yorulma sınırına etkisi incelenmiştir. Yorulma kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobunda incelenmiştir. Geleneksel EN-GJS-500-7 KGDD ferritik-perlitik mikroyapıya sahipken, yüksek silisyum içeren EN-GJS-500-14 malzemesinin ferritik mikroyapıya sahip olduğu görülmüştür, malzemenin sünekliğini arttırmıştır. Yapıdaki fazla Si akma mukavemetini artırırken, yorulma dayanım sınırı değerlerinin benzer olduğu sonucuna varılmıştır. Dayanıklılık oranları karşılaştırıldığında ise EN-GJS-500-14 kalite malzemenin daha yüksek bir orana sahip olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, effect of silicon content on high cycle fatigue behavior of EN-GJS-500-7 and EN-GJS-500-14 grade ductile irons was investigated. Microstructural characterization was made by quantitative metallography and scanning electron microscopy (SEM). High cycle fatigue (HCF) tests were performed in a rotating bending fatigue tester operating at 50 Hz and using four point loading configuration. Following fatigue tests, S-N and P-S-N curves were plotted and endurance limit was determined. Fatigue fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy (SEM) and electron probe micro analysis (EPMA). Results revealed that higher amount of silicon encourages formation of a ferritic microstructure and provides higher toughness, higher ductility and yield strength values with respect to the lower silicon content ductile iron. Also, higher endurance ratio is achieved by the aid of higher amount of silicon.