Lamel Grafitli Dökme Demir ve Küresel Grafitli Dökme Demir Malzemelerin Sıvı-Sıvı Karışımı İle Metal-Metal Kompozit Malzeme Üretiminin İncelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Mustafa Arat

Danışman: Hasan Hasırcı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, sıvı halde iki farklı metalin kendi yapılarını koruyarak karıştırılması yoluyla metal-metal kompozit üretiminin mümkün olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla, her iki yapının sıvı halde olduğu Küresel Grafitli Dökme Demir (KGDD) ve Lamel Grafitli Dökme Demir (LGDD) malzemeler reçineli kum kalıplar kullanılarak döküm yöntemiyle kompozit malzemeler üretilmiştir. Çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada sıvı metaller kalıp içerisine tek, çift ve uzak-yakın yolluk uygulamaları şeklinde farklı döküm parametreleri uygulanarak dökülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında soğutucu ilaveli yolluk ve kalıp tasarımları şeklinde farklı parametreler kullanılarak denemeler yapılmıştır. Üretilen numuneler mikroyapısal ve mekanik özellikler açısından değerlendirilerek kendi aralarında ve çalışma için üretilen KGDD ve LGDD'nin ara bir formu olan VGDD (Vermiküler Grafitli Dökme Demir) malzeme ile kıyaslanmıştır. Çalışmanın birinci aşamasında elde edilen sonuçlar incelendiğinde; LGDD'nin KGDD üzerinde kimyasal bir etkisi olduğu ve bu etkinin KGDD'nin küresel yapısını bozduğu ve baskın grafit tipini lamel grafit haline dönüştürdüğü tespit edilmiştir. Bu kimyasal etkileşimin sıcaklıktan da etkilendiği ve uzak yolluk bağlantısıyla LGDD'nin soğutulmasının bu etkinin bir azalmasına ve küresel grafit oranında artışa yol açtığı görülmüştür. Soğutma işleminin çekme dayanımında %24'lük bir iyileşme sağladığı ortaya çıkmıştır. Bunun yanında, KGDD'nin yüksek hacim oranına sahip olması da küresel grafit oranını %9 oranında yükseltmiş ve bu da çekme dayanımında %15 artışa yol açmıştır. Bu bilgiler ve bulgular ışığında çalışmanın ikinci aşaması gerçekleştirilmiş olup KGDD soğutmalı, LGDD soğutmalı, hem KGDD hem LGDD soğutmalı ve kalıp içerisinde soğutmalı tasarımlar gerçekleştirilmiştir. LGDD soğutmalı yolluk tasarımında yapı içerisinde küresel ve lamel grafitlerin kendi varlıklarını koruyarak metal-metal kompozit oluşturabildiği, standart olarak verilen VGDD malzemeden ve hesaplanmış çekme dayanımına göre de yaklaşık %43 daha iyi çekme dayanımı sergilediği, ayrıca uzama değeri hesaplanmış uzama değerine göre %33 arttığı tespit edilmiştir.