Üretim Koşullarının Vermiküler Grafitli Dökme Demirin Mikro Ve Makro Yapısal Özelliklerine Etkileri

Bu makale, üretim şartlarının Vermiküler Grafitli Dökme Demir (VGDD) malzemenin üretilebilirliği ve yapısal özellikleri üzerine etkilerini göstermek için hazırlanmıştır. Bu çalışmada üretilen malzemenin hızlı tren fren diski malzemesi olarak kullanılması amaçlan dığından dolayı % 65-70 vermikülerleşme yeterli kabul edilmiştir. Çünkü bu malzemelerde nispeten daha iyi mekanik özellikler istenmektedir. Bu çalışmada kullanılmak üzere, tarafımızdan Ver-Mat olarak isimlendirilen bir vermikülerleştirci malzeme geliştirilmiş ve döküm potasında ilave edilerek VGDD numuneler üretilmiştir. Bu amaçlarla, farklı oranlarda vermikülerleştirici ilave edilerek istenilen malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, uygun olan malzemeye farklı oranlarda FeSi aşılayıcı (% 0.3, 0.5 ve 0.8) ve % 0.5 Cu ilavesi yapılarak mikro ve makro yapısal değişimler de incelenmiştir. Deneysel sonuçlara bakıldığında; vermikülerleştirici ilavesindeki artışa bağlı olarak istenilen biçimde VGDD üretimi başarıyla gerçekleştirilmiştir. FeSi aşılayıcı miktarına bağlı olarak tane sayısının arttığı ve vemiküler grafitlerin hedeflenen ölçülerde üretilebildiği tespit edilmiştir. Ayrıca, Cu ilavesi nedeniyle matris yapı ferritik yerine ferrit+perlitik olmuştur.

Anahtar Kelimeler:

Vermiküler, Yapısal Özellikler, Tane Boyutu

PDF

___

Referans1 Walton, C.F. and Opar, T.J. (Eds), “Iron Castings Handbook”, Iron Castings Society, Cleveland, Ohio, 1981.
Referans2 Visnapuu, A., Betts, B. A. and Neumeier, L. A., “Influence of graphite morphology on the damping properties of selected cast iron structures”, Rolla Research Centre, Bureau of Mines, U.S. Dept of Interior, Rolla, Mo. 65401, USA, 1977.
Referans3 Schelleng, R. D., “Cast iron with at least 50% of the graphite in vermicular form and process for making same”, United States Patent 3, 421, 886, 14 January 1969.
Referans4 Subramanian, S. V. and Genualdi, A. J., “Optimization of damping capacity and strength in hyper-eutectic grey cast iron”, AFS Paper 96-138, American Foundrymen’s Society, pp. 1-2, 1996.
Referans5 Craig, D.B., Hornung, M.J. and McCluhan, T.K., “Grey Iron”, ASM Handbook, Vol. 15, 644-655, 1988.
Referans6 Blackmore, P.A. and Morton, K., “Structure-property relationships in graphite cast irons”, Int. J. Fatigue, 149-155, July 1982.
Referans7 Gorny, M. and Kawalec, M., “Effects of Titanium Addition on Microstructure and Mechanical Properties of Thin-Walled Compacted Graphite Iron Castings”, JMEPEG, 22, 1519–1524, (2013).
Referans8 Dawson, S., “Compacted Graphite Iron: Mechanical and Physical Properties for Engine Design”, Based on a paper presented at: Werkstoff und Automobilantrieb (Materials in Powertrain VDI (Verein Deutscher Ingenieure) Dresden Germany 28-29 October 1999, http://www.sintercast.com/file/cgi-mechanical-and-physical-properties-for-engine-design-1.pdf
Referans9 Indra, F. And Tholl, M., “Compacted graphite iron (CGI) - A new material for internal combustion engines”, Fifth Aachen Colloquium on Vehicles and Automobile Technology, 331-350, 1995.
Referans10 Hughes, I.C.H. and Powell, J., “Compacted Graphite Irons - High quality engineering materials in the cast iron family”, SAE Paper 840772, 1984.
Referans11 Altstetter, J.D. and Nowicki, R.M., “Compacted Graphite Iron - Its properties and automotive applications”, AFS Transactions 82-188, pp. 959-970, 1982.
Referans12 Loper, C.R., Lalich, M.J., Park, H.K. and Gyarmaty, A.M., “The relationship of microstructure to mechanical properties in compacted graphite irons”, AFS Transactions 80-160, pp. 313-330, 1980.
Referans13 Stefanescu, D.M. Hummer, R. and Nechtelberger, E., “Compacted Graphite Irons”, Metals Handbook, Ninth Edition, Vol. 15, pp. 667-677, 1988.
Referans14 Okamoto, T., Kagawa, A., Kamei, K. and Matsumoto, H., “Effect of graphite shape on thermal conductivity, electrical resistivity, damping capacity and Young’s modulus of cast iron below 500oC”, Journal of Japan Foundrymen’s Society, (55) 2, 107-112, 1983.
Referans15 Tanaka, Y., Saito, H. And Ikawa, K., “Relation between graphite structure and physical and mechanical properties of compacted/vermicular graphite cast iron”, Journal of Japan Foundrymen’s Society, ( 53) 4, 187-192, 1981.
Referans16 Sinter Cast Nodularity Rating Charts, SinterCast, 1997.
Referans17 Gu, Y., "Engine cylinder block", Ford Motor Company Ltd, European Patent Application EP 0 769 615 A1, (April 23), 1997.
Referans18 Ruff, G.F., “Mechanical properties of compacted graphite cast iron”, SAE Paper 810209, 1981. O.M. Suarez and J.R. Loper, Jr., “Production of CGI Through Two-Step Treatment Method” Metallurgycal Science and Technology, http://www.gruppofrattura.it/pdf/ext/MS&T/Vol.19%20No2/Production%20of%20Compacted%20Graphite%20Irons%20Through%20Two-Step%20Treatment%20Method.pdf .
Referans19 Guesser, W., Masiero, I., Melleras, E. and Cabezas, C. S., “Thermal Conductivity of Gray Iron and Compacted Graphite Iron Used for Cylinder Heads”, Revista Matéria, (10) 2, pp. 265 – 272, 2005.
Referans20 Hasırcı,H. “Mekanik Titreşimin Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerine Etkileri” Politeknik Dergisi, 20 (2), 275-282, (2017).