Kuru kayma şartlarında matris yapısının küresel grafitli dökme demirin sürtünme katsayısına ve pim sıcaklığına etkisi

Bu çalışmada, matris yapısının küresel grafitli dökme demirin (KGDD) aşınma davranışına, aşınma sırasında oluşan sürtünme katsayısına ve pim sıcaklığına etkisi araştırılmıştır. Aşınma testleri disk üzerinde pim türü cihazda, 1 m s-1 kayma hızında, 20, 40 ve 60 N yük ve 3,6 km kayma mesafesinde, normal atmosfer şartlarında ve oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Aşınma yüzeyleri tarama elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Uygulanan yükün artmasına bağlı olarak döküm durumu ferritik KGDD’in aşınma hızı artarken, döküm durumu perlitik KGDD numunenin aşınma hızı azalmaktadır. Testler, döküm durumu perlitik KGDD’nin sürtünme katsayısı ve sürtünme sıcaklığının, döküm durumu ferritik KGDD’den daha yüksek olduğunu göstermiştir. Deneysel sonuçlar, döküm durumu perlitik ve ferritik KGDD’lerin sürtünme katsayısının azalmasıyla, sürtünme sıcaklığının arttığını ortaya koymaktadır.

Effect of the matrix structure on the friction coefficient and pin tempureture of ductile iron under dry sliding conditions

In this study, the effect of the matrix structure on the dry sliding wear behaviour, friction coefficient and pin temperature of ductile irons was investigated. Wear tests were carried out at normal atmospheric conditions and room temperature on a pin on disc type tester at constant sliding speed (1ms-1) and sliding distance (3.6 km) under various sliding loads in a range of 20 to 60 N. The worn surfaces were examined by scanning electron microscopy (SEM). Wear rate of as-cast ferritic ductile irons increased with increasing test load, whilst that of as-cast pearlitic irons decreased. Tests revealed that, as-cast pearlitic ductile iron exhibited higher friction coefficient and friction temperature than as-cast ferritic ductile iron. The experimental results showed that the friction temperature increased with decreasing the friction coefficient of as-cast ferritic and pearlitic ductile irons.

PDF

___

1. Ostermeyer, G.P. ve Muller, M., “Dynamic interaction of friction and surface topography in brake systems”, Tribology International, Cilt 39, 370–380, 2006.
2. Dogan, H., Fındık, F., ve Oztarhan, “Comparative study of wear mechanism on surface treated AISI 316L stainless steel”, Industrial Lubrication and Tribology, Cilt 55, No 2, 76-83, 2003.
3. Tonghe, Z., Huixing, Z., Ji, H., Xiaoji, .,Yuguang, W., Furong, M., Hong, L., Hanzhang, S. ve Jianzhong, S., “Industrialization of Mevva source ion implantation”, Surface and Coatings Technology,128-129, 1-8, 2000.
4. Stachowiak, G.W., ve Batchelor, A.W., “Adhesion and aghesive wear”, Engineering Tribology, Butterworth-Heinemann, A.B.D, 533-553, 2001.
5. Fatahalla, N., Husein, O. ve Bahi, S., “Metallurgical parameters, mechanical properties and machinability of ductile cast iron”, Journal of Materials Science, Cilt 31, 5772-5772, 1996.
6. Janowak, J.F. ve Gundlach,R.B., “Development of a ductile iron for commercial austempering”, AFS Transactions, 83-54, 377-388, 1983.
7. Walton, C.F., “Mechanical properties of ductile iron”, Iron Castings Handbook, Iron Castings Society Inc., 323-376, 1981.
8. Şenel, L., Çetin, M. ve Gül, F., “Evaluation of dry sliding wear of ductile iron with different matrix microstructures”, 3th International Advanced Technologies Symposium, Ankara, 154-166, 18-20 Ağustos 2003.
9. Velez, J.M., Tanaka, D.K., Sinatora, A. ve Tschiptschin, “Evaluation of abrasive wear of ductile cast iron in a single pass pendulum device”, Wear, Cilt 251, 1315-1319, 2001.
10. Çetin, M. ve Gül, F., “Alaşımlı ve alaşımsız östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirin abrasif aşınma davranışına aşındırıcı parçacık boyutu ve östemperleme süresinin etkisi”, 12. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi, İstanbul, 2109-2116, 28 Eylül-02 Ekim 2005.
11. Çetin, M. ve Gül, F., “Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirin Abrasiv Aşınma Davranışına Östemperleme İşleminde Soğutmanın Etkisi”, G.Ü. Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 21, No 2, 359-366, 2006.
12. Çetin, M. ve Gül, F., “Alaşımsız Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirin Kuru Kayma Aşınma Davranışına Östenitleme Süresinin Etkisi”, 12. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi, İstanbul, 1085-1093, 28 Eylül-02 Ekim 2005.
13. Çetin, M. ve Gül, F., “Alaşımsız Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirin Abrasif Aşınma Davranışına Östemperleme Süresinin Etkisi”, 1. Uluslararası Mesleki ve Teknik Eğitim Teknolojileri Kongresi, İstanbul, 5-7 Eylül 2005.
14. Çetin, M. ve Gül, F., “Alaşımsız Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirin Abrasif Aşınma Davranışına Aşındırıcı Parçacık Boyutu ve Östenitleme Süresinin Etkisi”, 4th International Advanced Technologies Symposium, Konya, 908-913, Eylül 28-302005.
15. Çetin, M. ve Gül, F., “Alaşımsız Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirin Abrasif Aşınma Davranışına Östenitleme Sıcaklık ve Süresinin Etkisi”, 11.Uluslararası Denizli Malzeme Sempozyumu, Denizli, 86-92, 19-21 Nisan 2006.
16. Zimba, J., Samandi, M., Yu, D., Chandra, TY., Navara, E. ve Simbi, D.J., “Unlubricated sliding wear performance of unalloyed austempered ductile iron, under high contact stresess”, Materials & Desing, Cilt 25, No 5, 431-438, 2004.
17. Refaey, A. ve Fatahalla, N., “Effect of microstructure on properties of ADI and low alloyed ductile iron”, Journal of Materials Science, Cilt 38, 351-362, 2003.
18. Çelik, O., Ahlatcı, H., Çimenoğlu, H. ve Kayalı, E.S., “Dry sliding wear of as-cast and ausstempered ductile irons”, 4th International Conference on Tribology, Kayseri, 769-774, 2002.
19. Lu, Z-L., Zhou,Y-X., Rao,Q-C. ve Jin, Z-H., “An investigation of the abrasive wear behevior of ductile cast iron”, Journal of Materials Processing Technology, Cilt 116, 176-183, 2002.
20. Islam, M.A., Haseeb, A.S.M.A. ve Kurny, A.S.W., “Study of wear of as-cast and heattreated spheriodal grapohite cast iron under drysliding conditions”, Wear, Cilt 188, 61-65,1995.
21.Haseeb, A.S.M.A., Islam, M.A. ve Bepari, M.M.A., “Tribological behaviour of quenched and tempered,and austempered ductile iron at same hardness level”, Wear, Cilt 244, 15-19, 2000.
22.Ping, L., ve Bahadur, S., “Friction and wear behavior of high silicon bainitic structures in austempered cast iron and steel”, Wear, Cilt 138, 269-284, 1990.
23.Anderson, A.E., “Friction, Lubrication and Wear Technology”, ASM Handbook, Cilt 8, 569-577, 1992.
24.Stachowiak, G.W. ve Batchelor, A.W., Engineering Tribology, Cilt 1, Heineman, Boston, 2001.
25.Boz, M., Kurt, A., “Toz Metal Fren Balata Malzemelerinin Sürtünme-Aşınma Performansı Üzerine Çinkonun Etkisi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., Cilt 21, No 1, 115-121, 2006.
26.Jang, H. ve Ko, K. “The Effect of Metal Fibers on the Friction Performance of Automotive Brake Friction Materials”, Wear, Cilt 256, 406- 414, 2004.