Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon




Indir 362.66 Kb.
TitleDökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon
Page1/5
Date conversion25.12.2012
Size362.66 Kb.
TypeBelgeleme
Sourcehttp://malzemebilimi.googlecode.com/files/Kresel-grafitli-dkme-demir-ve-otomobil-alaninda-uygula
  1   2   3   4   5
BÖLÜM I


DÖKME DEMİRLER

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 - %6.67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon aşırı gevrekliğe yol açtığı için pratikte %2.5 - %4 arasında değişiklik gösterirler. Karbon saf demirin ergime sıcaklığını 400°C düşürür ve alaşıma ayrıca çok iyi dökme kabiliyeti sağlar. Dökme demirler gevrek malzemelerdir. Gerek sıcak gerek soğuk koşullarda şekillendirilmesi mümkün değildir. Onun için yanlızca döküm halinde kullanılırlar.

Dökme demirler bünyelerinde bulunan yapı elemanlarının cins, şekil, ve dağılımlarına göre sınıflandırılırlar. Döküm mikro yapısına göre 4 sınıfta toplanırlar.

1- Gri dökme demir.
2- Küresel grafitli dökme demir.
3- Beyaz dökme demir.
4- Temper dökme demir.


1.1. GRİ DÖKME DEMİR

Karbon oranı %2,5 - %4 ve silisyum oranı %1 - %3’e kadar değişir. Grafit partikülleri şekil itibarıyla kurumuş ve kırışmış yapraklara benzer. Matris perlit, perlit-ferrit yada ferrittir.

Grafitin morfolojisi nedeniyle gri dökme demirler çekme yükleri altında zayıf ve gevrek malzemelerdir. Bunun nedeni grafit partiküllerinin sivri köşeli oluşları ve gerilimi önemli oranda yoğunlaştırmasıdır. Buna karşılık basma mukavemetleri iyidir, en önemli özelliklerinden biri vibrasyon(titreşim) enerjisini soğurmalarıdır. Gri dökme demirlerin akışkanlıkları çok iyidir. İnce kesitlerde uygunluğu iyidir ve tercih edilir.

Ayrıca metalik malzemelerin en ucuzudur. Aşınma direnci yüksektir. İstenildiğinde ısıl işlemlerle matriks yapıyı değiştirmek mümkündür.



Şekil 1.1. Gri dökme demir mikro yapısı


1.2. BEYAZ DÖKME DEMİR

Karbonun tamamı bileşik sementit (Fe3C) halindedir. Hızlı soğuma ile elde edilir. Ötektik altı alaşımlardır. Tipik beyaz dökme demir mikroyapısı sementit ve perlitten oluşmaktadır. Sementit sert ve gevrek bir bileşiktir. Beyaz dökme demirlerde önemli oranda sementit sert ve gevrek bir bileşiktir. Yapısındaki sementitten dolayı sert ve aşınmaya dirençlidir. Ayrıca sünekliği düşüktür. Bu yüzden mühendislik alanında uygulamaları sınırlıdır.


1.3. TEMPER DÖKME DEMİR

Karbonun tamamı veya önemli bir miktarı temper karbonu olarak bilinen düzensiz rozetler şeklindedir. Beyaz dökme demirin ısıl işlemi ile elde edilir. Beyaz dökme demir, uygun sıcaklıklara kadar ısıtılarak yapısında bulunan sementit ve perlit parçalanır. Böylece serbest hale geçen karbon çok yavaş soğuma şartları altında rozet şeklini alır ve temper karbonu oluşturu. Temper dökme demirin iki türü vardır: (i) Ferrtitik, (ii) Perlitik. Ticari uygulamada temper dökme demir denince akla ferritik dökme demir gelir. Ferritik dökme demirde beyaz temper döküm ve siyah temper döküm olmak üzere iki grupta toplanır. Beyaz temper dökme demir Avrupa’da üretilir ve temper karbonun oluşumu farklıdır; kimyasal bileşim ve üretim yönteminden ötürü biraz bileşik karbon içerir. Perlitik temper dökümler de bileşik karbon içerirler, bu yüzden ferritik temper dökümlerden daha yüksek mukavemet ve süneklik gösterirler.



Şekil 1.3. Temper dökme demir mikroyapısı.


BÖLÜM II


KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR


2.1. KGDD’NİN KULLANIMI, ÖZELLİKLERİ VE NORMLARI


40 yıllık bir tarihsel geçmişe sahip olan KGDD iyi dökülebirliği , yanında özellikleri çeliğe yakın olması nedeniyle bugün demir bazlı döküm malzemelerinin en önemlisi haline gelmiştir.
Devamlı artan ve bu gidişatın önümüzdeki yıllarda da devamı muhtemel görülüyor. KGDD’in üretimindeki bu kuvvetli artışın nedeni üretimi ile ilgili çok geniş çalışmların olmasıdır. Bugün KGDD,

  1. Otomotiv endüstrisi,

  2. Tarım makinaları,

  3. Makine yapımı,

  4. Harfiyat makinaları

  5. Karayolu köprü ekipmanları

  6. Su boru hatları, pompa, armatür parçaları

  7. Merdaneler

  8. Kimya petrokimya vb.



Kullanış yerlerine tek tek örnekler verecek olursak binlercesini saymamız gerekir. KGDD’lerle ilgili normlar ve bu normların kaşılaştırmalarını tablo 2.1. vermektedir. TS 526 da normlaştırılan KGDD’ler 7 gurupta toplanmakta olup, yine diğer ülke normları karşılıkları bu tabloda görülebilir.



Tablo 2.1. Çeşitli ülke KGDD normlarının karşılaştırması ve özellikleri.




Tablo 2.2. Türk standartlarına göre küresel grafitli dökme demirlerin sınıflandırılması.




Tablo 2.3.. Alan standartları (DIN 1963)



Tablo 2.4. Uluslararası ISO R 1083




Tablo 2.5. ASTM A 536-70.


DIN 1693 standartlarına göre östenitik KGDD’ler hariç diğer bütün KGDD’ler 5 ayrı kalite sınıfı ve 3 ana grupta belirlenmiştir. (Tablo 2.3.)

1.Grup Ferritik ana doku GGG 38, GGG42
2.Grup Ferritik-Perlitik ana doku GGG 50, GGG 60
3.Grup Perlitik ana doku GGG 70, GGG 80


1.Sınıf: Çok yumuşak küresel grafitli dökme demirlerdir. Matriks ferritiktir ve tavlama ısıl işlemi ile üretilir. Minimum akma mukavemeti 25 Kg/mm² ve minimum uzaması %15 dir.

2.Sınıf: Çoğunluğu ferrit olan perlit ve ferritten meydana gelen matriks yapıya sahip yumuşak küresel grafitli dökme demirlerdir. Kural olarak döküm halinde kullanılırlar. Minimum akla mukavemeti 32 Kg/mm² ve minimum uzama %8 dir.

3.Sınıf: Matriks perlit ve ferritten meydana gelir. Hakim yapı perlittir. Genellikle döküm halinde kullanılan bu tip küresel grafitli dökme demirlerde minimum akma mukavemeti 42 Kg/mm² dir.

4. Sınıf: Yüksek mukavemetli küresel grafitli dökme demirlerdir. Matriks yapının perlitik olduğu bu demirler alaşım veya ısıl işlemle üretilir. Minimum akma mukavemeti 50 Kg/mm² dir.

5. Sınıf: Çok yüksek mukavemetli küresel grafitli dökme demirlerdir. Matriks, beynit veya temperlenmiş martensittir. Alaşım elementi veya ısıl işlemlerle üretilirler. Minimum akma mukavemeti 64 Kg/mm² dir.


Küresel grafitli dökme demirler için değişik ülkelerde farklı standartlar kullanılabilmektedir. Alman DIN standardında küresel grafitli dökme demirlerin sınıflandırılışı TSE’deki gibidir. Ancak işareti GGG olarak verilmektedir.(Tablo 2.3.)

Uluslar arası ISO R 1083 standardında ise minimum çekme mukavemeti ve minimum % uzamayı gösteren rakamlar sınıflandırma işareti olarak kullanılmaktadır. (Tablo 2.4.)


2.2. KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN ÇEŞİTLERİ

Daha önce de belirtildiği gibi küresel grafitli dökme demirlerde gerek döküm
işlemi sırasında gerekse sonradan uygulanan ısıl işlemler ile farkı içyapılara sahip KGDD’ler elde edilebilmektedir. Bu içyapılar KGDD’lerin sınıflandırılmasında Kullanılmaktadır.




Tablo 2.6. KGDD’lerin çeşitleri ve mikroyapısı


2.2.1. Ferritik Küresel Grafitli Dökme Demir

Ferrit, matris yapısı içerisine dağılmış grafit kürecikleri, dökme demire iyi bir süneklik ve darbe direnci ile birlikte düşük karbonlu çeliklere eşdeğer bir çekme ve akma mukavemeti sağlar.

Ferritik KGDD elde etmek için üç yol vardır: Sıvı dökme demire, ağırlığına göre uygun miktarda magnezyum alaşımı katmak; perlitik küresel grafitli dökme demire ısıl işlem uygulamak ve sıvı küresel grafitli dökme demirin katılaşmasını çok yavaş bir şekilde yapmak. Ferritik KGDD döküm yoluyla elde edilebilir ancak sertleştirme tavlaması ile maksimum süneklik ve düşük sıcaklık tokluğuna sahip olması sağlanabilir.


2.2.2. Ferritik – Perlitik Küresel Grafitli Dökme Demir
Bu tip malzemeler en yaygın küresel grafitli malzeme çeşididir ve genellikle doğrudan döküm yoluyla elde edilir. Grafit kürecikleri hem ferrit hem de perlit içeren matris yapı içerisine dağılmış olarak bulunur. Mekanik özellikleri perlitik ve ferritik küresel grafitli dökme demirlerin
arasındadır. İşlenebilirliği iyidir ve üretim maliyetleri düşüktür.


2.2.3. Perlitik Küresel Grafitli Dökme Demir

Perlit matris yapısı içerisinde bulunan grafit kürecikleri dökme demire, yüksek mukavemet, iyi aşınma direnci ve ortalama süneklik ve darbe direnci kazandırır. İşlenebilirlik ise benzer mekanik özelliklere sahip çeliklere göre oldukça üstündür. Yukarı da belirtilen üç grup KGDD en yaygın olanlarıdır ve genellikle döküm yoluyla elde edilir. Bunların dışında ısıl işlemler yoluyla farklı iç yapılara sahip küresel grafitli dökme demirler elde edilebilmektedir.


2.2.4. Martenzitik Küresel Grafitli Dökme Demir

Bu cins KGDD’de perlit oluşumunu önlemek için yeterince alaşım elementi ilavesi yapılır veya su verme + temperleme ısıl işlemi uygulanır. Isıl işlem sonucunda oluşan temperlenmiş martenzit yapısı yüksek statik dayanım ve aşınma direnci yanında düşük süneklik ve tokluk sağlar.


2.2.5. Beynitik Küresel Grafitli Dökme Demir

Küresel grafitli dökme demirin bu cinsi alaşımlama ve / veya ısıl işlem uygulanarak elde edilen sert ve aşınma dirençli bir malzemedir.


2.2.6. Östenitik Küresel Grafitli Dökme Demir

Östenitik matris elde etmek için alaşımlanan bu cins küresel grafitli dökme demir, korozyon ve oksidasyon direnci, üstün manyetik özellikler, statik dayanım ve yüksek sıcaklıklarda boyutsal değişimin kararlı olmasını sağlar. Matris ostenitten ve az miktarda perlitten oluşur. Grafitler küresel şekillerini bir miktar kaybederler. Genellikle yüksek miktarda Ni ihtiva eder.


2.2.7. Ostemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demir (OKGDD)

Küresel grafitli dökme demir ailesine en son katılan ostemperlenmiş KGDD geleneksel KGDD’e özel bir ostemperleme ısıl işlemi uygulayarak elde edilir. Bu cins düşük maliyet, tasarım esnekliği, talaşlı işlenebilirlik, yüksek dayanım/ağırlık oranı , tokluk, aşınma direnci ve yorulma dayanımlarına sahiptir. Herhangi bir cins KGDD’e östemperleme ısıl işlemi uygulanarak OKGDD elde edilebilir.




Tablo 2.7. Farklı küresel grafitli dökme demirlere ait içyapı resimleri ve çekme
mukavemeti değerleri (Ductile Iron Data 1998)



Tablo 2.8. KGDD’in mekanik özelliklerinin diğer dökme demirlere kıyası


BÖLÜM III


KGDD’NİN METALURJİK TEMEL BİLGİLERİ

Demir basit bir metal olmasına rağmen, onda binlerce sır saklıdır.” Joseph Glauville’nin 300 yıl önce söylediği bu sözler, bütün inceleme ve araştırmalara rağmen bugün içinde geçerlidir.
KGDD demir bazında yüksek karbonlu, grafitin küresel bir biçimde varolduğu bir alaşım olarak tarif edilebilir (Şekil 3.)



Şekil 3. Küresel Grafitli Dökme Demir Mikro-Yapısı


3.1 KÜRESEL GRAFİT

Malzeme bünyesinde, bir miktar kalıcı magnezyum mevcut olduğu zaman grafitler küresel şeklini alırlar. Dokusu içerisindeki grafitleri küresel şekilde olan demir-karbon döküm malzemesine “Küresel grafitli dökme demir” ismi verilir. Küresel dökme demirin mukavemeti ve % kopma uzaması kır dökme demirden çok daha üstündür.


3.2. KÜRESEL GRAFİT OLUŞUMUNUN SEBEPLERİ

Malzeme bünyesinde mevcut bir miktar kalıcı magnezyumun grafitleri küresel şekilde teşekkül ettirmesinin sebepleri bugün tam olarak henüz aydınlanamamıştır. Küresel grafit oluşumunu izah eden çeşitli hipotezler mevcuttur.
Kısaca şu denilebilir, kükürt azalması veya grafit billurlarının yüzey gerilimlerinin artması veya sıvı metalde mevcut magnezyum atomlarının grafit kafesleri arasına yayınarak grafit düzlemlerinin yayılmasını önlemesi neticelerinde küresel grafitlerin oluştuğu düşünülebilir.


3.3. KARBÜR OLUŞUMU

Normal dökme demir yapısında rastlanan grafitler yalnız küresel veya levhalar şeklinde teşekkül etmez. Bir demir-karbon bileşimi olan sementit (demir karbür Fe3C) bazı şartların tesiri altında husule gelir. Böyle bir dökme demire beyaz dökme demir denir. Aynı zamanda grafitli ve karbürlü strüktür karışımı olarak da katılaşma olabilir.


3.4. MİKRO – YAPININ KONTROLÜ

Kullanma yerine bağlı olarak mevcut mikroskobik yapılardan birinin seçilmesi ve kullanılması gerekir. Bu sebeple, hangi şartların tamamen grafitli, tamamen karbürlü veya karışık yapılı bünyeler husule getireceğinin bilinmesi gerekir.

Normal bir dökme demir katılaşmaya başlayınca grafit-karbür dengesi üç temel faktörün bileşik tesiri altındadır.

  1. Soğuma hızı,

  2. Kimyasal kompozisyon

  3. Sıvı metalin fiziksel durumu



3.4.1. Soğuma hızının etkisi

Küresel dökmenin katılaşma hızı arttıkça fazla karbür ihtiva etme ihtimali de artar. Eriyik metalin kimyasal kompozisyonu ve fiziksel durumu sıkı kontrol altında bulundurulmadığı hallerde 13 mm cidar kalınlığına sahip küresel dökme plakalar bile yapısında bir miktar demir karbür teşekkül eder. Cidar kalınlığı bir milimetreden küçük küresel dökme demir plakaları, optimum şartlar altında dahi demir karbürden ibaret bir mikro yapı teşkil edecek şekilde katılaşırlar.


3.4.2. Kimyasal kompozisyonun etkisi

Dökümcü dökümün katılaşma hızını lüzumuna göre değiştirme imkanına sahip olduğu gibi malzemeyi belirten yapı bileşenlerinin % miktarını da değiştirmek suretiyle kimyasal kompozisyonu ayarlayabilir. Kimyasal kompozisyonun nasıl kontrol edilebileceğini ileride ki bölümlerde daha ayrıntılı inceleyeceğiz. Yapı birimlerini şimdilik üç sınıfta ayırmak daha makul olur kanısındayım.

  1. Grafit oluşumunu arttıran yapı bileşenleri, (yumuşatıcı elementler)

  2. Karbür oluşumunu arttıran yapı bileşenleri, (sertleştirici elementler)

  3. Yumuşatıcı ve sertleştirici tesirleri çok az olan yapı bileşenleri (nötr elementler)

Küresel dökmelerde grafit oluşturan alaşım elemanlarının azalan tesir sırasına göre şöyle sıralayabiliriz.:


  1. Karbon,

  2. Silisyum,

  3. Bakır,

  4. Nikel.

Karbür teşkil eden en önemli iki element şunlardır:

  1. Magnezyum,

  2. Manganez.

Küresel dökme demirden imal edilen dökümlerde serbest karbür mevcut olmaması arzu edilir. Malzeme içerisine % 1-3 silisyum ilavesi ile demir-karbür oluşumunu önlemek mümkündür.


3.4.3. Sıvı metalin fiziksel durumu

Karbür veya grafit teşekkülüne, çekirdeklerin sebep olduğu dahi şüpheler uyandırmaktadır. Çünkü magnezyum ilavesinin önce mevcut fiziksel farklılıkları ortadan kaldırması icap eder. Magnezyum ilavesinden sonra sıvı metal karbür oluşturacak şekilde katılaşır. Malzeme yapısının grafit ihtiva etmesi gerekirse, malzeme içerisine grafitleştirici yapı bileşenlerinin ilave edilmesi gerekir. Bu elementler sıvı metal içerisine aşılanma ile ilave edilir. Aşılayıcı olarak ferro-silisyum briketleri kullanılır.

  1   2   3   4   5

Add document to your blog or website

Similar:

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconDemir esaslı metaller demir-karbon alaşımları ve alaşımlı çelikler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Demir karbon alımlarında sadece demir ve karbon bulunur. Alaşımlı çeliklerde ise demir ve karbonun yanında ayrıca Mn, Cr, Ni, Si, Mo gibi diğer alaşım elemanları vardır

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconA)Demir : Karbon oranı ağırlığına göre (0 002) dir b)

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconAlkenler yapılarında C=C karbon-karbon çift bağları içeren bileşiklerdir ve bunlara olefinler de denir, yaygın olarak kullanılan isim alkenlerdir. Alkenler

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconKüresel Karbon Döngüsü ve Yeraltı Derin Karbon Gözlemevi

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconDoğa Dostu Temiz Fosil Yakıtlı Elektrik Santralleri Geliştirilmesi Kapsamında Karbon Yakalama ve Karbon Tutma (CCS) Teknolojileri Perspektifleri

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconAKSA ve Dow Karbon Elyaf ve Karbon Elyaf esaslı ürünlerde ortak girişim (Joint Venture) için ön anlaşma imzaladı

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconKARBON FRENLER Hidayet KAPKAÇ Kaynak : Boeing Aero Magazin KARBON FRENLER

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon icon1. Elementlerin simgeleri, uluslararası biçimleriyle kullanılır: C (karbon), Ca (kalsiyum), Fe (demir) vb. 2

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconTS-551 ÖSTENİTİK DÖKME DEMİRLER

Dökme demirler esas olarak Fe-C (demir-karbon) alaşımlarıdır. Karbon oranı dökme demirlerde %2 67 arasında değişebilir. Fakat fazla miktarda ki karbon iconYÜKSEK KROM’LU BEYAZ DÖKME DEMİRLERDE OLUŞAN M7C3 KARBÜRLERİN MİKROYAPI ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Sitenizde bu düğmeye yerleştirin:
Belgeleme


The database is protected by copyright ©okulsel.net 2012
mesaj göndermek
Belgeleme
Main page