GG (PİK ) -GGG (SFERO )
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.
Dökme demirler , %2’den fazla oranda karbon içeren demir-karbon alaşımlarıdır. Başlıca çeşitleri Kır , Temper , Beyaz , Alaca ve Küresel grafitli dökme demirlerdir. Bütün dökme demirlerin yapısında genel olarak şu bileşenler mevcuttur.
C % 2 – 4
Si % 0,4 – 3
Mn % 0,4 – 0,8
P % 0,1 – 0,8
Demir dökümlerin mekanik özelliklerini en fazla etkileyen bileşen karbondur. Yapıdaki karbon , ya bileşik halde (sementit) yada serbest halde (grafit) olarak bulunur. Grafitli dökme demirler ise , grafitin yapısına göre çeşitlilik arzeder. Başlıcaları ;
· Lamel Grafitli ( Gri ) dökme demir
· Rozet Grafitli ( Temper ) dökme demir
· Küresel Grafitli dökme demir olarak adlandırılır.
Grafitlerin yapıdaki şekli , sayısı ve büyüklüğü malzemenin mukavemetini önemli ölçüde etkiler. Grafitlerin ince tabakalı ve keskin köşeli olması , iç gerilmelere sebep olur ; bu bölgelerde kırılma ve çatlamalar meydana gelir. Grafitlerin lamel şekilli olması sebebiyle, mevcut yapının çekme mukavemeti değeri 60-100 kgf/mm² ‘den 10-30 kgf/mm² ‘ye düşmektedir. Ayrıca lamel grafitli dökme demirler gevrek olduğundan uzama oranı da %0-3 civarındadır. Temper dökme demirlerde ise , yumuşatma tavlaması ile çekme mukavemeti 32-42 kgf/mm² değerlerine ulaşabilir.
Endüstride ihtiyaç duyduğumuz , iyi özelliklere sahip olan küresel grafitli dökme demirler , çelik dökümden daha ekonomik ve diğer dökme demirlere göre daha yüksek mukavemetlidir. Küresel grafitli dökme demirler , lamel grafitlerinin küreleştirilmesiyle elde edilir. Bu işlem için sıvı metale belli oranlarda ve yöntemlerle Mg ve Ce ilave edilir. Geliştirilen bazı Mg esaslı alaşımlar da ihtiyacı karşılamaktadır. Ancak küreleştirmenin başarılı olması için , ham malzemenin kükürt miktarı %0,02 civarına düşürülmesi gerekir. Küresel grafitli dökme demirler ,ilerleyen sayfalarda detaylı açıklanacaktır.Aşağıda lamel grafıtlı dökme demirlerin mikro yapıları şekıllendırılmıştır.
Benzer Yazılar