Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde nb, ti, v, mg elementlerinin mikroyapı, aşınma ve darbe direncine etkisinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Öğrenci: ŞÜKRAN MUTLU

Danışman: KADİR KOCATEPE

Özet:

Yüksek kromlu beyaz dökme demirler mükemmel aşınma ve korozyon dirençleri nedeniyle en yaygın döküm alaşımlarından biridir. Bu alaşımların uygulamaları, kesici barlar, darbeli kırıcıların dövücü blokları, hammadde kırıcı parçaları, haddehane parçaları, astarlar, tarım makineleri parçaları, pistonlar ve dişliler, konveyör, buldozer dişleri, pompa parçaları, diskler, tuğla kalıpları, segmanlar ve barlar, maden sondaj ekipmanları çeşitli, madencilik ve mineral sanayi parçalarından oluşmaktadır. Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin mikroyapılarının önemli bir bölümü mükemmel aşınma direnci sağlayan sert M7C3 türü karbürleri içerir. Bununla birlikte, mikroyapıda bulunan keskin köşeli sert ve kaba M7C3 türü karbürleri uzun hizmet ömrü için önemli olan tokluğu azaltır. Titanyum, niobyum, tungsten, vanadyum ve magnezyum gibi bazı elementlerin ilavesi yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin mekanik özelliklerini geliştirdiği rapor edilmiştir. Bu ilave elementler yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin mikroyapısında bulunan (Cr,Fe)7C3 karbürlerin boyutunda, morfolojisinde ve dağılımında ve TiC, NbC ve VC gibi sert fazların oluşumunda önemli rol oynar. Bu çalışmada, %3,26 C, ve %28 Cr içeren döküm halinde ve 1080oC sıcaklıkta 14 saat ve 540 oC sıcaklıkta 4 saat ısıl işlem görmüş yüksek kromlu beyaz dökme demire %0,5, 1,0, 1,5 ve 2 Ti, Nb ve V ve %0,05 ve 0,1 Mg'un mikroyapı özellikleri, sertlik, aşınma ve tokluk dayanımına etkisi incelenmiştir. Mikroyapısal inceleme için metalografik, kantitatif ve X-ışını kırınım teknikleri kullanılmıştır. Bu elementlerin yüksek kromlu beyaz dökme demirin aşınma direnci, sertlik ve kırılma tokluğuna olan etkileri ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir; 1- Alaşımda Ti, Nb, V ve Mg miktarının artırılması ile birincil M7C3 ve ötektik karbürlerin boyutu önemli ölçüde azaltılmıştır. Alaşımdaki %0,1 Mg ve %2 Ti, Nb ve V içeriği ortalama karbür çaplarını yaklaşık % 230 azaltmıştır. 2- Alaşımda %0.05 ve 0.1 Mg içeriği küresel şekilli karbürler oluşturmuştur. 3- Alaşımda Ti, Nb ve V içeriği arttıkça sertlik artarken, Mg ilavesi ile sertlik bir miktar azalmıştır. 4- Alaşımdaki Ti, Nb, V ve Mg içeriği arttıkça darbe dayanımı artmıştır. 5- Alaşımdaki Ti, Nb, V ve Mg içeriğinin artması ile 20N yük altındaki aşınma dayanımı artmıştır. Bununla birlikte sadece %1,5 ve %2 Ti, Nb ve V 40N yük altındaki aşınma dayanımını arttırmakta etkili olmuştur.