Vermiküler grafitli dökme demirin mekanik özellikleri ve ısı iletkenliğinin üretim şartlarına bağlı olarak değişiminin incelenmesi
Investigation of changes in mechanical properties and thermal conductivity of the vermi̇cular graphite cast iron due to its production conditions
Yazar: BERKAY KARATAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN HASIRCI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Geleneksel vermiküler grafitli dökme demir üretim yönteminden farklı olarak bu tez çalışmasında; küresel grafitli dökme demir (KGDD) temel alınarak alaşımlama, aşılama ve vermikülerleştirici ilave edilmiştir. Elde edilen numunelerin ısı iletim katsayıları, mikroyapı görüntüleri ve mekanik sonuçları analiz edilmiştir. Vermikülerleşebilme miktarının, ısı iletim katsayısının artmasında önemli bir rol oynadığı tespit edilmiş ancak sadece vermikülerleşmenin mekanik dayanım açısından yeterli olmadığı gözlemlenmiştir. Böylece uygun değer vermikülerleştirici miktarı üzerine farklı kombinasyonlarda aşılama ve saf Cu eklenerek sonuçlar irdelenmiş. Ayrıca elde edilen tüm numunelerin SEM görüntülerinden grafitte oluşan değişimler gözlemlenmiştir. Grafitin katılaşmasının sona erdiği grafit matris arası noktalara EDS analizi uygulanmıştır. Isı iletimi ve mekanik dayanım açısından en yüksek özellik sergileyen malzemenin uygun değer kabul edilmiş oranlarda vermikülerleştirici, aşılayıcı ve Cu ile muamele edilen örnek olduğu görülmüştür. Böylece ısının hızlı bir şekilde uzaklaştırılması gereken durumlar için hem yüksek dayanım sergileyebilen hem de ısıyı hızlı ileten bir vermiküler grafitli dökme demire ulaşılmıştır. Her bir özelliği farklı incelemek yerine tüm sonuçlardan elde edilen verileri bir bütün olarak ele alınmış ve nihai sonuç olarak hem ısıl iletim katsayısı hem de mekanik dayanımı yüksek bir malzeme hedef alınmıştır.

Abstract:
In this thesis, unlike traditional compacted graphite cast iron production methods a different modification is utilized. A base spheroidal graphite cast iron was produced and treated by alloying, inoculation and graphite modification additions. Thermal conduction, microstructure and mechanical results of the samples have been analyzed. It was proved that the amount of vermicularity plays an important role in contributing to the thermal conduction. It is observed that merely vermiculation modification is not satisfying as much as inoculation and alloying on enhancing the mechanical strength. Thereby, the appropriate value of the vermicularization is determined. Thus, in an aim of examining the effects, different combinations of inoculation and alloying (Pure Cu) was added gradually. Besides, SEM images are supported with EDS analysis on the areas where the graphite solidification ends to observe the changes in structure. It is observed that the material which exhibits the highest properties in terms of thermal conduction and mechanical strength together is the one treated by optimum values of vermicular, inoculant and pure Cu. So, a cast iron was investigated wherein heat should be removed quickly together with high strength properties. Eventually, a high and acceptable thermal conductivity together with improved mechanical strength have been reached.