Pikte Her Zaman Bulunan Elementler
Pikte Her Zaman Bulunan ve Dökme Demirlerin Esas Bileşimindeki Elementler
Küresel grafitli dökme demirlerde de esas bileşim, evvelce de açıklandığı gibi, karbon ekivalanı ile incelenebilir.Karbon ekivalanı nı meydana getiren C, Si ve P elementlerinin küresel grafitleri bozucu etkileri görülmemiştir; buna mukabil, malzeme mekanik özelliklerine, küçükde olsa, etkileri vardır.
Karbon: Küresel grafitli dökme demir malzemelerinde karbon miktarı %2,5 den %4,0 a kadar artışı incelendiğinde, kopma mukavemeti, akma mukavemeti ve sertlikte küşük azalmalar müşahede edilmektedir. Bu duruş daha önce incelenen lamel grafitli dökme demirlerin özelliklerine benzerlik arz etmektedir.
Silisyum: Miktar olarak %1 den %4e kadar değişebilmekte, en iyi mekanik zellikler %2 civarında kaldığı zaman elde edilebilmektedir. grafit teşekkülünü kolaylaştırmak bakımından, küresel grafitli dökme demir imalatında yapılan aşılamanın da esas elementi silisyum olup, ferro silis yolu ile ilave edilmektedir. silisyumun düşük olan bileşimlerle çalışıldığında, bu husus daha emniyetlidir.
Fosfor: Fosfor, lamel grafitli dökümlerle olduğu gibi, küresel grafitli dökme demir imalatında da malzemeye gevreklik veren bir elementtir. Küresel grafitli dökme demirlerde aranan en önemli özelliklerden biri süneklik olması bakımından, fosfor miktarının asgaride tutulması şayanı tavsiye edilir. Bu sebepten, fosforun üst sınırı %0,10-0.15 olarak tutulmalıdır.
Manganez: manganezin karbürleştirici bir element olması ve küresel grafitli dökme demir malzemelerinin dökülmüş haldeki yapılarının perlitik olması sebebiyle,sertliğin ve gevrekliğin artmasına etkileri olur istenmeyen bu özelliklerin önlenmesi bakımından, manganez miktarı küresel grafitli dökme demir imalatında %0,5 civarında tutulmaktadır.
Kükürt: Kürese1 grafitli dökme demir imalatında sınırlayıcı olan ehemniyetli bir elementtir. imalatı sınırlayıcı etkileri iki yönde oynamaktadır.
a) Küreleştirici elementleri kükürde karşı afiniteleri fazla olması sebebiyle, küreleştirici elementlerini düşürmektedir.
b) Küreleştirici element verimi dikkate alınmadığı zaman bile kükürdün küreleştirici grafitli dökme demir imalatında bozucu tesirler yarattığı görülmektedir.
Yapılan bazı araştırmalarda, hiç kükürt ihtiva etmeyen ve suni olarak hazırlanan Fe-C-Si alaşımlarının dökümünde, küçük boyutlu çok az miktarda küresel biçimli grafitlere rastlanmıştır
Diğer taraftan yüzey enerji açısından kükürt, sıvı dökme demire çok kuvvetli bir yüzey enerji düşürücü elementi olarak rol oynamak . Bu tesirinden dolayı da, grafitlerin lamel şeklinde büyümesine yardım etmektedir.
1948 yılında dünyada kullanımı başlanan küresel grafitli dökme demirler , bundan yaklaşık 20 yıl sonra ülkemizde üretilmiştir. 1970’den itibaren üretimi artan küresel grafitli dökme demirler , mühendislik açısından çeliğin birçok avantajını ve dökme demirlerin ekonomik talaşlı işlenebilme özelliğini biraraya getirmektedir. Bu üstün özellikleri sayesinde , kır dökme demir , temper dökme demir ve çelik döküm yerine kullanılır. Yüksek mukavemet ve iyi aşınma direnci istenilen birçok yerde geniş kullanım alanına sahiptir.
Örneğin otomobil krank milleri, küresel grafitli dökme demirden üretildiğinde daha iyi sonuç vermektedir. Burada küresel grafitli dökme demir ile üretilmesinin sebebi üstün işlenebilirlik özelliği ve elastisite modülünün yüksek olmasıdır. Ayrıca çeliğe göre kıyaslandığında daha yüksek aşınma direnci görülmüştür. Kama gibi makine elemanlarının esnek ve iyi işlenebilir olması gerektiğinden, küresel grafitli dökme demirden yapılmaktadır.
Küresel grafitli dökme demirlerin korozyon direnci , farklı korozif ortamlarda kır dökme demirin özelliklerine benzerdir. Yüksek sıcaklıklarda ise oksidasyon direnci bakımından , kır dökme demire göre üstünlük sağlar. Küresel grafitli dökme demirler , termal şok direnci gerektiren santrifüj pompa gövdelerinde ve valflerde de kullanılır. Çünkü 870°C ye kadar çatlamadan çalışabilirler.
Küresel grafitli dökme demirlerin kullanım alanını genişleten bir başka sebep ise , çeliğe uygulanan ısıl işlemlere benzer işlemlerle istenilen mekanik özelliklere sahip olabilmesidir. Ayrıca titreşim sönümleme açısından bakılırsa küresel grafitli dökme demirler , çelik döküme göre 2,5 kat daha iyidir. Lamel grafitli dökme demir ise küresel grafitli dökme demirlere göre 1,5 kat daha iyidir.
Küresel grafitli dökme demirlerin otomotiv sanayinde kullanımı geniştir.
b) Küresel grafitleri bozucu etkisi olan elementler:
Bu gruba giren elementlerin bilinmesi, yahut zararlı miktarlarda tespiti bu gün için araştırılması gereken önemli çalışma alanları teşkil etmektedir.
Küresel grafitli dökme demirlerde, günümüze kadar yapılan araştırmalarda, münferit bazı elementlerin imalatı bozucu oldukları deneysel yollarla gösterilmiş, fakat sebepleri tam olarak açıklanamamış vaziyettedir. Bu çalışmalarda daha ziyade, pik bileşiminde bulunabilecek az yada eser miktardaki elementler (Ti, Sb, Bi, Pb, As, gibi) üzerinde durulmuştur.
Arthur H.ALLEN Ti ve Pb un münferit ve beraberce oldukları zamanda, muhtelif miktarları için, küresel grafitlerin şeklini ve malzeme özelliklerini nasıl etkilediğini göstermiştir. Buna göre: C=%3.5, Si=%2.34, Mn=%0.50, S=%0.01, P=%0.02 esas bileşimli bir malzeme de %0.05 Mg ile küresel grafitli dökme demir imalatı gerçekleştirilmiştir. Bu bileşimdek malzeme içerisinde Ti elementinin %0.08 e kadar miktarları için bozucu bir tesir görülmediği, %0.13 de grafitlerin bozulduğu ve mukavemet değerlerinin 25 kg/mm2 ye düştüğü tespit edilmiştir. Pb elementinin % 0.008 miktarı dahi küreselleşmeyi ve özellikleri bozduğu müşahade edilmiştir. %0.1 Ti ihtiva eden dökme demirde çok küçük Pb miktarları için bile, özelliklerin bozulmaya başladığı görülmüştür. Miktar belirtmeksizin Pb,Ti Al, Sb, Sn, As için küresel grafitli dökme demir malzemesinde bozucu etki yaptıkları literatürde belirtilmiştir. Bu elementlerden( Sb, Bi, Pb, As) in bozucu etkileri, miktarları ile birlikte C.R. LOPER, R.W.ROOSMAN, B.H.SHEEK in çalışmalarında gösterilmiştir. Bu türden yapılan çalışmaların en yenisi 1969 uluslar arası döküm kongresinde tebliği olarak sunulan “Mg suz küresel grafitli dökme demirlerde Ti, Cu ve Mn in tesirleri” adlı çalışma gösterilebilir.
Kategorisi: Genel
Etiketleri: Fosfor, Grafitli dökme demir, Karbon, Kükürt, Manganez, otomobil krank mili, Silisyum
Benzer Yazılar