Lamel grafitli dökme demirlerde termal analiz yöntemi ile karbon eşdeğerliğinin tayini, mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of carbon equality on microstructure and mechanical properties with thermal analysis methods in lamel graphite cast iron
Yazar: BÜNYAMİN KURT
Danışman: PROF. DR. AHMET ÖZEL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Anahtar kelimeler: Karbon eş değeri, termal analiz yöntemi, lamel grafitli dökme demirler
Bu çalışmada; termal analiz yöntemi ile dökme demirlerde karbon eş değerliğinin yeri ve önemi; mikroyapı ve mekanik özelliklere olan etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada, 3 farklı tip aşıların 5 farklı oranlarda kullanılarak ATAS termal analiz cihazıyla karbon eşdeğeri tayin edilmiş ve herbirinden çekme çubukları dökülerek çekme testi ile akma ve kopması araştırılmıştır. Gri dökme demirler, karbon eşdeğeri tayininde 'C' ve 'Si' in üçte birinin toplamının 4,3 olduğu dökme demirlerdir. Aşıdan gelecek olan ''Si'' karbon eşdeğeri üzerinde önemli bir etki yarattığı için alaşımın katılaşma sürecini de etkilediğinden karbon eşdeğeri açısından önemli yere sahiptir. Dolayısıyla aşının tipi ,miktarı ve içeriği malzemenin de mekanik özelliklerine yansıyacaktır.Aşılama ile malzemenin karbon eşdeğerinin değiştiğini ve mikro yapıda ferrit yapıcı etkisi gösterdiğini biliyoruz. Bu araştırmada, bu etkinin hangi oranlarda nasıl olduğu araştırılmıştır.
Bunun için Atas marka termal analiz cihazı kullanılmıştır. Cihaza uyumlu 400 gr lık kapasiteli 0.8 modüllü kaplar kullanılmıştır. Indüksiyon ocaklarında eriyen ve analizi GG 25 olarak ayarlanan ocaktan kaplara ilk etapta %0.12, sonrasında %0.15, %0.20, %0,25 ve en son da %0.30 oranlarında aşılar konarak karbon eşdeğeri tayin edildi. Bu çalışma esnasında her bir deneme için çekme çubukları dökülmüştür .3 farklı aşı için aynı çalışma tekrar edilerek ve aşısızla karşılaştırmak için toplamda 16 veri elde edilip, karşılaştırma yapılmıştır.
Araştırmada elde edilen bulgulara göre,malzemenin karbon eşdeğerinin sola kayması ile ferritik yapı oluşması ve bununla birlikte mekanik özelliklerinde düşme (sertlik düşük, dayanma gücü ve kopması düşük) görülürken,sağa kaymasıyla perlitik yapı oluşması ve buna bağlı olarak da mekanik özelliklerinde iyileşme(sertlik yüksek, dayanma gücü yüksek ve kopması yüksek) görülmüştür.Aşı tiplerine göre bakıldığında ise; Ba esaslı SB5 aşısı diğerlerine nazaran perlit yapıcı özelliğinin fazla olması ile mekanik özelliklerinin iyileştiği görülmektedir.

Abstract:
Keywords: Carbon equivalent, thermal analysis method, gray cast irons
In this study; The role and importance of carbon equivalent in cast iron by thermal analysis method and its effect on microstructure and mechanical properties were investigated. In this study, 3 different types of vaccines were used in 5 different ratios, carbon equivalent was determined by ATAS thermal analysis device and pull bars were extracted by pulling pull rods and tensile test was investigated. Gray cast irons are cast iron in the determination of carbon equivalent, where the sum of one third of carbon and silicon is 4,3. Since the silica coming from the vaccine has a significant effect on the carbon equivalent, it has an important role since it affects the solidification process of the alloy. Therefore, the type, amount and content of the vaccine will be reflected in the mechanical properties of the material. We know that the carbon equivalent of the material changes and the ferrite-forming effect in the microstructure. In this study, the effects of this effect were investigated.
Atas brand thermal analyzer is used for this purpose. In accordance with the device, 400 grams capacity, 0.8 module cups are used. The carbon equivalent was determined by adding 0.12%, 0.15%, 0.20%, 0.25% and finally 0.30% of the inoculant, which was melted in the induction furnaces and was set as GG 25. During this study, the draw rods were poured for each trial. A total of 16 data were obtained to compare the same study with the unvaccinated.
According to the findings of the study; with the carbon equivalent of the material shifting to the left, the formation of ferritic structure and the decrease in its mechanical properties (low hardness, low strength, and low rupture) were observed. However, with the carbon equivalent of the material shifting to the right, the formation of perlitic structure and consequently increase in its mechanical properties (high hardness, high strength and high breakage) were observed. According to vaccine types; mechanical properties have improved with Ba-based SB5 vaccine due to the high perlite structure compared to the others.