Düşük karbonlu çelik tel takviyeli kır dökme demir kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of gray cast iron composites reinforced with low carbon steel fibre
Yazar: RECAİ KUŞ
Danışman: PROF.DR. AHMET AKDEMİR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
ÖZETDoktora TeziDÜŞÜK KARBONLU ÇELİK TEL TAKVİYELİ KIR DÖKME DEMİRKOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASIRecai KUŞSelçuk ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMakina Mühendisliği Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. Ahmet AKDEMİR2007-105 SayfaJüri: Prof. Dr. Ahmet AKDEMİRProf. Dr. Alaeddin ARPACIProf. Dr. Süleyman YALDIZDoç. Dr. Necmettin TARAKÇIOĞLUDoç. Dr. Hacı SAĞLAMBu çalışmanın amacı düşük karbonlu çelik tel ile güçlendirilmiş kır dökme demirkompozitin mekanik özelliklerini araştırmaktır. Düşük karbonlu tel seçiminin gayesidökmedemir yapıdaki grafit oluşumunu zayıflatarak mekanik özelliklerde iyileşmesağlamaktır. Çelik tel takviyeli kompozit malzemeden çekme ve darbe deneyinumuneleri üretilerek bu numunelere, 800 0C, 850 0C ve 900 0C de kısa sürelinormalizasyon ısıl işlemi uygulanmıştır. 900 0C de normalizasyona tabi tutulannumunelerin çekme ve darbe dayanımlarının diğerlerinden yüksek olduğugörülmüştür. Kontrol amacıyla aynı testler matriks malzemesi olan takviyesiz kırdökmedemir numunelere de uygulanmıştır. Dökmedemir ve kompozit numunelerdetakviye, arayüzey ve matriks bölgelerinin sertlik değerleri ölçülmüş arayüzey sertlikdeğerlerinin hem dökmedemir hem de takviyeden yüksek olduğu görülmüştür. Darbeve çekme numunelerinin mikroyapıları incelenmiştir. Kırık yüzeylerinden taramalıelektron mikroskobu cihazı ile görüntüler alınmıştır. Bu görüntülere göre takviye ilematriks arasında serbest grafitin bir geçiş bölgesi oluşturduğu ve dökmedemirdentakviye elemanına önemli ölçüde C ve Si difüzyonu olduğu tespit edilmiştir. Takviyeelemanındaki karbon artışı ile çekme ve darbe dayanımlarında önemli ölçüde artışelde edilmiştir. %10 hacimsel takviye oranı ile çekme dayanımında %50-70, %12,5hacimsel takviye oranı ile oda sıcaklığında yapılan darbe testlerinde %300 artışsağlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Metal Matriks Kompozit, Kır Dökmedemir, Çelik Tel,Mekanik Özellikler, Normalizasyon Isıl işlemi.

Abstract:
ABSTRACTPh.D. ThesisINVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF GRAY CASTIRON COMPOSITES REINFORCED WITH LOW CARBON STEEL FIBRERecai KUŞSelçuk UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Mechanical EngineeringSupervisor: Prof. Dr. Ahmet AKDEMİR2007-105 PagesAim of this study is to investigate mechanical properties of gray cast iron compositeswhich reinforced with low carbon steel wire. The aim of selecting fibre with lowcarbon is to decrease forming graphite and improve mechanical properties. Themetal matrix composite material has been produced by reinforcing with steel wire inorder to improve tensile and impact strength of the gray cast iron. Tensile and impacttest specimens are produced both from matrix material and the composite material.Then, normalising heat treatment at 800 0C, 850 0C and 900 0C are applied. Theeffect of the heat treatment temperatures on the mechanical properties of the graycast iron and the composite materials are examined. It is seen that both tensile andimpact strengths at 900 0C are higher than the others. Hardness tests of thereinforcement, interface and matrix are carried out. It is shown that the hardnessvalues of the interfaces are higher than both the matrix and reinforcement. Fracturesurfaces are examined by scanning electron microscope for tensile and impactspecimens. It is concluded that considerable Si and C atoms diffusion are occurredfrom matrix to the low carbon reinforcement and a narrow decarburised transitionzone is formed. By increasing of carbon content of the reinforcement, both tensileand impact strengths are increased considerably. Tensile strengths increased 55-70 %by 10% volume fraction of the reinforcement. Absorbed energy at the roomtemperature is increased 300% by 12.5 % volume fraction of the reinforcementduring Charpy tests.Keywords: Metal Matrix Composite, Gray Cast Iron, Steel Fibre, MechanicalProperties, Normalisation Heat Treatment