GGG 40 SFERO dökme demirden üretilen bir parçanın döküm simülasyonu, mikroyapısal karakterizasyonu ile mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Cast simulation, microstructural characterization and investigation of mechanical and tribological properties of a part producted from en GJS 400 SFERO cast iron
Yazar: MUHAMMED ORHAN
Danışman: PROF. DR. GENÇAĞA PÜRÇEK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada esas olarak değişken kesit kalınlıklarına sahip GGG 40 malzemeli bir aks yuvası parçasının dökümü, döküm simülasyonu ve döküm sonrası farklı kalıp bozma süreleri ile elde edilen parçaların mikroyapı, mekanik ve tribolojik özellikleri incelenmektedir. Bu sayede endüstride darbeli yüklere maruz döküm parçalarında oluşabilmesi muhtemel hataların önlenmesi ve ilgili endüstriyel kuruluşların karşılaştığı olumsuzlukların giderilerek üretim süreçlerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda öncelikli olarak küresel grafitli dökme demirler üretiminin temel ilkeleri üzerinde durulmaktadır. Bu bilgiler ışığında küresel grafitli dökme demirlerin endüstriyel uygulamalardaki elemanlarının mikroyapısal, mekanik ve tribolojik açıdan aşınma davranışları ile bu etki altında meydana gelen özellikler incelenmektedir. Çalışmada döküm proseslerinin modellenmesi, kalıp doldurulurken ve doldurma tamamlandıktan sonra kalıp içerisinde ne tür değişiklikler olduğuna dair bilgi edinilmesi ve gerekli matematiksel yaklaşımların yapılabilmesi için Magmasoft döküm simülasyon programından yararlanılmıştır. Çalışmanın amacına yönelik seri üretim şartlarında dökümü gerçekleştirilen parçalar, dengeli ve dengesiz soğuma koşullarını karşılayacak şekilde iki farklı sürede kalıp kumu bozma işlemine tabii tutularak üretilmiştir. Üretilen parçalardaki metalurjik özellikler incelenip standart değerleri karşılamayan parçalar yumuşatma tavlaması ile iyileştirilmeye çalışılmıştır. Belirtilen üretim şartları sonucunda üç farklı gruba ait her gruptan 4 numune olmak koşuluyla toplam 12 farklı parçadan alınan numunelerin mikroyapı, sertlik, yüzde uzama, akma-çekme mukavemetleri ve aşınma davranışları incelenmiştir. Sonuçlar simülasyon programı sonuçları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
In this study, the microstructure, mechanical and tribological properties of an axle housing part casted with GGG 40 material with variable section thickness, casting simulation and different mold breaking times are examined. In this way, it is aimed to prevent possible errors that may occur in casting parts exposed to impact loads in the industry and to improve production processes by eliminating the negativities faced by the relevant industrial organizations. In this context,  primarily the basic principles of the production of spheroidal graphite cast irons are emphasized. Following this information, the microstructural, mechanical and tribological wear behaviors of the elements of spheroidal graphite cast irons in industrial applications and the properties that occur under this effect are examined. In the study, Magmasoft casting simulation program was used to model the casting processes, to obtain information about the changes in the mold while filling and after filling, and to make the necessary mathematical approaches. The parts that were cast under mass production conditions for the purpose of the study were produced by two different unmolding times to meet the balanced and unbalanced cooling conditions. The metallurgical properties of the produced parts were examined and the parts that did not meet the standard values were tried to be improved by softening with heat treatment. The microstructure, hardness, elongation, yield strength, tensile strength and wear behaviours of 12 samples consisting of 4 parts per each of the 3 different groups, produced with the specified production conditions have been examined. These results were evaluated by comparing with the results of the simulation program.