Pik ve sfero dökme demirlerde SiC takviyesinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of the SiC additives effects on mechanical properties of cast irons
Yazar: ÇAĞLAR ÖNAL
Danışman: PROF. DR. OSMAN ÇULHA
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Dökme demir = Cast iron ; Gri dökme demir = Gray cast iron ; Sferoid = Spheroid ; Silisyum karbür = Silicon carbide

Özet:
Dökme demirler sahip oldukları özellikler sayesinde endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir. Geçmişten günümüze teknolojik gelişmelerde göz önünde bulundurulacak olursa, dökme demirlerin keşfinden bu yana popülerliğini
kaybetmediği görülmektedir. Özellikle küresel grafitli dökme demirlerin, ısıl işleme karşı duyarlı oluşu, çeliğin mekanik özelliklerine sahip olması ve üretim maliyeti avantajları küresel grafitli dökme demirlerin mühendislik malzemesi olarak kullanımını kaçınılmaz hale getirmiştir. Temel olarak, üretim esnasında SiC takviyesinin kullanılması ve buna bağlı olarak lamel grafitli dökme demirde (EN-GJL-250) ve küresel grafitli dökme demirde (EN-GJS-400-15) yapılan bu takviyenin mekanik özelliklerde ne gibi etkilere sebep olduğu araştırılmıştır. Bununla birlikte işlenme verilerinin de değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu çalışmada otomotiv sektöründe kullanılmak üzere üretilmiş olan fren diski ve balata pabucu dökümlerinden elde edilmiş numuneler kullanılmıştır. Döküm işlemleri için kum kalıp kullanılmış ve 4 farklı dökümden numuneler alınarak testler uygulanmıştır. Uygulanan testler sonucunda numunelere ait kimyasal kompozisyon, mikroyapı, sertlik ve çekme dayanımı verileri elde edilmiş ve karşılaştırmalı olarak değerlendirme yapılmıştır. Sertlik verilerine göre, SiC kullanılan küresel grafitli dökme demir parçalarında 205HB ortalama değeri ölçülürken, bu değer lamel grafitli dökme demir parçalarda 190HB‟ dir. Çekme testi verilerine göre ise, SiC kullanımıyla σmax değerleri küresel grafitli dökme demir için 482.7 N/mm2, lamel grafitli dökme demirde 306.5 N/mm2 değerlerine ulaşmıştır. Talaşlı imalat bölümünde SiC kullanılan parçaların işlenme sonuçlarına göre, fren diski için 1 uçta 4 adet, balata pabucu için 1 uçta 350 adet daha fazla parça işlemiştir. Uygulanan testlerin sonucu olarak SiC takviyesiyle birlikte, grafit oluşumunda kararlılık, sertlik değerlerinde lamel grafitli dökme demir için %8 KGDD için %16 oranında artışın meydana geldiği ve çekme dayanımlarının arttığı görülmüştür. Talaşlı imalatta ise uç sarfiyatının azaldığı kaydedilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Dökme Demir, Silisyum Karbür, Sfero, Gri Dökme Demir

Abstract:
Cast irons have a wide range of uses in the industry thanks to their properties. Considering the technological developments from the past to the present, it seems that cast iron has not lost its popularity since its discovery. In particular, the sensitivity of spheroidal graphite cast irons to heat treatment, the mechanical properties of steel and the advantages of production cost have made the use of spheroidal graphite cast irons as engineering materials inevitable. Basically, the use of SiC addivites during production and the effects of this addivites on the mechanical properties of lamellar graphite cast iron (EN-GJL-250) and spheroidal graphite cast iron (EN-GJS-400-15) were investigated. In addition, the processing data was also evaluated. In this study, samples obtained from brake disc and lining castings produced for use in the automotive industry were used. Sand molds were used for casting processes and samples were taken from 4 different castings and tests were carried out. As a result of the tests applied, the chemical composition, microstructure, hardness and tensile strength data of the samples were obtained and a comparative evaluation was made. According to the hardness data, while the average value of 205HB is measured in spheroidal graphite cast iron parts using SiC, this value is 190HB in lamellar graphite cast iron parts. According to the tensile test data, with the use of SiC, σmax values reached 482.7 N/mm2 for spheroidal graphite cast iron and 306.5 N/mm2 for lamellar graphite cast iron. According to the machining results of the parts using SiC in the machining department, 4 more parts were processed in 1 cutting insert for the brake disc and 350 more parts in 1 cutting insert for the lining. As a result of the tests applied, it was observed that with the SiC addivites, the stability in the graphite formation, the increase in hardness values by 8% for lamellar
graphite cast iron and 16% for spheroidal graphite cast iron, and the tensile strength increased. It has been noted that the tip consumption decreased in machining.

Keywords: Cast Iron, Silicon Carbide, Ductile Iron, Gray Cast Iron