Hakan GÖKMEŞE, Hakan Burak KARADAĞ, Şaban BÜLBÜL

Farklı Sıcaklıklarda Uygulanan Normalizasyon Isıl İşlem Şartlarının Küresel Grafitli Dökme Demir Mikro yapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi

Yapılan çalışmada, farklı normalizasyon sıcaklık (850-900-950˚C) şartları altında, küresel grafitli dökme demir (KGDD) malzemesinin, mikro yapı ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla KGDD malzemesine ait mikro yapısal incelemeler ve çekme testi açısından, mikro yapı-sertlik ve standart çekme deney numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan deney numuneleri, döküm sonrası (ısıl işlem öncesi) malzeme mikro yapı ve mekanik özelliklerine kıyasla, belirtilen normalizasyon sıcaklıklarına ısıtılmıştır. 30 dakika süre ile tavlama işlemi sonrası, deney numuneleri serbest hava ortamında oda sıcaklığına soğutulmuştur. Deney numunelerinin mikroyapısal karakterizasyonu bakımından optik ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) çalışmalarda kullanılmıştır. Sertlik ve çekme özellikleri için sırasıyla Rockwell sertlik cihazı (HRA588-60kg yük) ve Shimadzu marka çekme test cihazı kullanılarak 1mm/dakika çekme hızı altında ölçümler gerçekleştirilmiştir. Normalizasyon sıcaklık artışına bağlı olarak KGDD malzemesinin sertlik değerlerinin arttığı görülürken, çekme dayanımlarında ise bir azalma olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

KGDD, Normalizasyon, Mikro yapı, Sertlik

Effect on Ductile Iron Microstructure and Mechanical Properties of Normalization Heat Treatment Conditions Applied at Different Temperatures

In the present study, micro structure and mechanical properties of ductile iron material were investigated under different normalization temperature (850-900-950˚C) conditions. For this purpose, microstructure-hardness and standard tensile test specimens of ductile iron material were prepared for tensile test and micro structural investigations. The prepared test specimens compared to the material microstructure and mechanical properties of the before heat treatment were heated to the specified normalization temperatures. The test specimens were cooled to room temperature in the free air environment after 30 minutes of annealing. Optical and scanning electron microscope (SEM) were used in studies for micro structural characterization of the test. For hardness and tensile properties, measurements respectively were carried out using Rockwell hardness tester (HRA588-60kg load) and under tensile speed of 1 mm / min by Shimadzu tensile tester. It has been determined that the hardness values of the ductile iron material are increased due to the normalization temperature increase. And also a decrease in tensile strengths was found.

Keywords:

Ductile iron, Normalization, Microstructure, Hardness,

PDF

___

Buğday G., Kılıçlı V., Erdoğan M., “Ara kritik östenitleme sıcaklıklarından kademeli östemperleme ısıl işleminin küresel grafitli dökme demirlerin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerine etkisi”, 15th International Materials Symposium, Pamukkale University, 2014.
Cevher, Ö., “Dökme demirlerde sert faz oluşumunun önlenmesi ve giderilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 3-5, 2006.
Çakır, M. C., Bayram, A., Işık, Y., ve Salar, B., “The effects of austempering, temperature and time on to the machinability of austempered ductile iron”, Materials, Science & Engineering, 2005.
Çetin B., Meco H., Davut K., Arslan E., Uzun M.C., “Microstructural Analysis of Austempered Ductile Iron Castings”, Hittite Journal of Science and Engineering, 3 (1) 29-34, 2016.
Erdoğan, M., Güneş, İ., Başpınar, M. S., “Lamel Grafitli Dökme Demir Yüzeylerinin MoSi2 ile Yüzey Modifikasyonu”, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt: 7, No: 3, (45-54), 2010.
Ertürk S.O., Umruoğlu l.C., Özel A., “Determination of Feederless Casting Limits by Thermal Analysis in Cast Iron”, Special Issue of the 6th International Congress & Exhibition (APMAS2016), Maslak, Istanbul, Turkey, June 1–3, 2016.
Goodrich, G. M., “Heat treatment of iron castings”, Iron castings Engineering Handbook, AFS, Prited in the United States of America, 271-298, 2003.
Hasırcı, H., “Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirlerde alaşım elementleri (Cu ve Ni) ve östemperleme süresinin mikro yapı ve mekanik özellikler üzerine etkileri” , Yüksek Lisans Tezi, Ankara Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-30, 2000.Hasırcı H., “Mekanik Titreşimin Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkileri”, Politeknik Dergisi, 20 (2) : 275-282, 2017.
Işık Y., “The performance evalution of ceramic and carbide cutting tools in machining of austemepered ductile irons”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt 19, Sayı 2, 2014.
Kaçal A., Gülesin, M., Melek, F., “GGG 40 Küresel Grafitli Dökme Demirlerin İnce Tornalama Operasyonlarında Kesme Kuvvetlerinin ve Yüzey Pürüzlülüğünün Değerlendirilmesi”, Politeknik Dergisi, Cilt:11 Sayı: 3 s.229-234, 2008.
Kaçal, A., Gülesin, M., “Küresel grafitli dökme demirlerin son bitirme operasyonlarının analizi üzerine bir çalışma”, 5. Uluslar arası ileri teknolojiler sempozyumu, (IATS’09), 13-15 Mayıs, Karabük, 2009.
Karadeniz E., Çolak M., Barutcu F., “GGG-60 küresel grafitli dökme demir üretiminde aşılayıcı türü ve miktarının içyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi”, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 6, Sayı 1, 275-282, 2017.
Kırcalı, K. K., “Farklı matris yapılara sahip küresel grafitli dökme demirlerin mekanik ve işlenebilirlik özelliklerinin araştırılması”, Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, Bursa, 5-20, 2006.
Kayalı Y., Yalçın Y., “Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirin mikroaşınma davranışına östemperleme sıcaklığının etkisi”, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15, Karabük, Turkey, Mayıs, 2009.
Kayalı Y., “Küresel Grafitli Dökme Demirlere Uygulanan Farklı Isıl İşlemlerin Mekanik Özelliklerine Etkisi”, AKÜ FEMÜBİD 16: 192‐197, 2016.
Tekeli, S., Güral, A., “Microstructural characterization and impact toughness of intercritically, Materials Science and Engineering A, 406: 172–179, 2005.
Toktaş G., Toktaş A., Gülsün K., “Matris yapısının ve borlama süresinin Cu-Ni-Mo alaşımlı Kgdd’in aşınma davranışına etkisinin incelenmesi”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 32:2, 449-457, 2017.
Turkish Standard, TS 138 EN 10002-1. Metallic materials – tensile testing – Part 1: method of test at ambient temperature, Turkey; 2004.
Türkan, M., “Difüzyon bağlı demir esaslı tozlarından üretilen t/m çeliklerin mikroyapı ve mekanik özelliklerine farklı ara kritik tavlama ısıl işlemlerin etkilerinin araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010.
Yalçın Y., Kayalı Y., Toptaş M., “Küresel Grafitli Dökme Demirin Yorulma Davranışlarına Bortemperleme Isıl İşleminin Etkisi”, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt: 13, No: 1, (31-38), 2016.
Yeşiltepe S., Şeşen M.K., “Heat treatment effect on spheroidal graphite, microstructure and mechanical properties of Ni-resist ductile cast iıron”, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 5(3), 479 – 482, 2017.