Direksiyon dişli kutusu gövdelerinde kullanılan küresel grafitli dökme demirlere zirkonyum diborür (ZrB2) ilavesinin mekanik özelliklere etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of zirconium diboride (ZrB2) addition on mechanical properties of spheroidal graphite cast irons used in steering gearbox bodies
Yazar: RAMAZAN ORTAKAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RİFAT YAKUT
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Direksiyon = Steering ; Küresel grafitli dökme demirler = Nodular graphite cast irons

Özet:
Değişen dünya koşulları ile birlikte otomotiv malzemeleri de değişmekte ve gün geçtikçe yüksek mukavemetli, hafif ve ucuz malzemeler ön plana çıkmaktadır. Direksiyon kutuları, araç üzerindeki konumu nedeniyle dişli çark sistemleri için yatak görevi görür. Direksiyon dişli kutularındaki bilye ve bilyeli yataklar sabit yük altında çalıştıkları için aşınma ve boşluklar oluşur. Bu aşınma ve boşluklar direksiyon dişli kutularının gürültülü çalışmasına neden olur. Bu aşınmaları önlemek için direksiyon dişli kutusu gövdelerinin mukavemetinin arttırılması gerekmektedir. Bu çalışmada farklı oranlarda (%0, %0.227, %0.455 ve %1.364) Zirkonyum Diborür ilave edilerek küresel grafitli dökme demirden direksiyon dişli kutusu gövde malzemesi üretilmiştir. Bu malzemeden standartlara göre sertlik, basma ve aşınma test numuneleri hazırlanmış ve ardından testler yapılmıştır. Zirkonyum Diborür ilave edilen numuneler ile ilave edilmeyen test numuneleri hem bazı mekanik özellikler (Sertlik ve basma) hem de aşınma açısından karşılaştırılmıştır. Sertlik testi sonuçlarının analizinde %0.455 ilave edildikten sonra C örneğinde en yüksek ölçüm 243 HB olmuştur. İlave oranı arttıkça sertlik ölçüm test değerleri de yükselmiştir. Numune C'deki en yüksek sıkıştırma değeri, %0.455'lik bir ilave oranıyla 1438MPa olmuştur. İlave oranı arttıkça genel olarak basma gerilmesi değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Aşınma hacmi, aşınma hızı ve sürtünme katsayılarındaki değişiklikleri incelemek için aşınma testleri yapılmıştır. Numunelerin aşınmış yüzeylerindeki aşınma mekanizmalarını belirlemek için SEM cihazı kullanılmıştır. Yük değeri arttıkça aşınma hacmi değerlerinin arttığı gözlenmiştir.

Abstract:
With the changing world conditions, automotive materials are also changing, and high strength, light and cheap materials come to the fore day after day. Due to their location on the vehicle, the steering boxes act as a bearing for the gear wheel systems. Wear and clearances occur as the ball and ball bearings in the steering gearboxes work under constant load. This wear and clearances cause the steering gearboxes to work noisily. To prevent these abrasions, it is necessary to increase the strength of the steering gearbox bodies. In this study, steering gearbox body produced from spheroidal graphite cast iron material by adding Zirconium Diboride at different rates (0%, 0.227%, 0.455% and 1.364%). Hardness, compression and abrasion test specimens were prepared from this material in line with standards, and then tests were carried out. Test samples with and without added Zirconium Diboride were compared in terms of both some mechanical properties (Hardness and compression) and wear. In the analysis of hardness test results, after adding 0.455% Zirconium Diboride, the highest measurement in the C sample was 243 HB. As the addition rate increased, the hardness measurement test values also increased. The highest compression value in sample C was 1438MPa, with a 0.455% addition rate. As the addition rate increased, it was observed that the compressive stress values increased in general. Wear tests were performed to examine the changes in wear volume, wear rate and friction coefficients. SEM device was used to determine the wear mechanisms on the worn surfaces of the samples. It was observed that the wear volume values increased as the load value increased.