Co-Cr-Mo alaşımının santrifüj hassas döküm yöntemi ile şekillendirilmesinde döküm parametrelerinin mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of casting parameters on the mechanical properties in the forming of Co-Cr-Mo alloy with centrifugal investment casting method
Yazar: FATMA DUYGU GARİP
Danışman: DOÇ. DR. NEŞET AKAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez açık ve vakum atmosfer altında santrifüj hassas döküm yöntemiyle şekillendirilen dental Co-Cr-Mo ASTM F-75 alaşımının mikro yapı ve mekanik özellikler üzerinde döküm parametreleri etkisinin karşılaştırma çalışmasıdır. Dental blok; açık ve vakum atmosfer koşullarında, 90 devir/dakika, 135 devir/dakika, 180 devir/dakika, 225 devir/dakika hızlarında seramik kalıp içerisine vakum indüksiyon ocağında % 0,27 C ve % 0,08 C değerine sahip dental Co-Cr-Mo alaşımı ergitilerek dökülmüştür.  Metalografik ve nicel teknikler iki farklı % C değerine sahip dental Co-Cr-Mo alaşımının katılaşma, ergitme ve seramik kalıbın dönme hızı üzerine etkisini incelemek için kullanılmıştır. Co-Cr-Mo alaşımının mikro yapısı üzerinde çeşitli fazlar, karbürler, karbür hacim oranı, partiküller arası uzaklık sırasıyla SEM, XRD ve nicel teknikler kullanılarak tanımlandı. Döküm dental Co-Cr-Mo alaşımlarının maksimum çekme dayanımı, akma dayanımı, uzama döküm parametrelerine göre elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir: Açık ve vakum atmosfer koşullarının ikisinde de, 90 devir/dakika ve 135 devir/dakika hızlarında üretilen dental bloklarda çekme boşlukları gözlenirken, 180 devir/dakika ve 225 devir/dakika hızlarında çekme boşlukları elimine edilmiştir. Açık ve vakum atmosfer koşullarında bütün santrifüj hızlarında,  % 0,08 C ve % 0,27 C içeren döküm dental bloklarda M23C6 karbür tipi gözlenirken, % 0,27 C içeren döküm bloklarda ilave olarak açık atmosferde M7C3 tip karbür, vakum atmosferinde ise M7C3 ve M3C karbürler gözlenmiştir. Dental döküm bloklarda karbür hacim oranı artan  % C oranı ile artmıştır. Vakum ortamında, 225 devir/dakika hızında ve % 0,08 C oranında üretilen dental blokta ASTM F-75 standardını sağlayan, maksimum çekme dayanımı, akma dayanımı, uzama değerleri sırasıyla 680 MPa, 510 MPa ve % 10,6 elde edilmiştir.

Abstract:
This thesis comprises of a study of the effect of casting parameters on the microstructures and mechanical properties in the shaping of Co-Cr-Mo ASTM F-75 dental alloy with centrifugal investment casting under vacuum condition. Dental blocks were produced by pouring of melted Co-Cr-Mo dental alloy having 0,27 % C and 0,08 % C levels in the vacuum induction melting furnace into the ceramic mould with 90 rpm, 135 rpm, 180 rpm and 225 rpm rotational speeds in the atmosphere and vacuum condition. Metallographic and quantitative techniques were used to examine the effect of rotational speeds of the ceramic mould, melting and solidification condition on the Co-Cr-Mo dental alloy with two carbon levels. The various phases, carbide types, volume rate of carbide and interparticle spacing in the microstructures of Co-Cr-Mo alloy were identified by using SEM, XRD and quantitative techniques respectively. Ultimate tensile strength, yield strength and elongation of castings of Co-Cr-Mo dental alloy were achieved in terms of casting parameters. The results obtained show the following: Shrinkage cavities occurred in the dental casting blocks produced with 90 rpm and 135 rpm whereas 180 rpm and 225 rpm rotational speeds eliminated all cavities in the both atmosphere and vacuum conditions.0,08 % C and 0,27 % C level in the dental casting blocks produced with all rotational speeds and all atmosphere environment showed M23C6 types carbides. In addition 0,27 % C level caused M7C3 carbide in atmosphere condition and  M7C3 and M3C carbides in vacuum condition. Carbides volume fraction in the dental casting blocks was increased with increasing carbon level. In the dental casting block of Co-Cr-Mo alloy having 0,08 % C produced with 225 rpm rotational speeds in the vacuum condition, the ultimate tensile strength, yield strength and elongation values with 680 MPa, 510 MPa and % 10,6 respectively were obtained within the window specified as acceptable in ASTM F-75 standard.