Kokil ve kum kalıba döküm yöntemleriyle üretilen yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin x-ışınları ve taramalı elektron mikroskobu çalışmalarıyla karakterize edilmesi
Characterization of high chromium white cast irons which were produced by permanent mold casting and sand casting methods by x-rays and scanning electron microscope
- Tez No: 152319
- Danışmanlar: PROF.DR. NİYAZİ ERUSLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
KOKİL VE KUM KALIBA DÖKÜM YÖNTEMLERİYLE ÜRETİLEN YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİRLERİN X-ISEVLARI VE TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ÇALIŞMALARIYLA KARAKTERİZE EDİLMESİ ÖZET Yüksek kromlu beyaz demirler %12-30 krom ve %1. 8-3.6 karbon ile birlikte molibden, mangan, bakır, nikel ve bazen ek alaşım elementleri içeren demir esaslı alaşımlardır. Bu alaşımların mikroyapılan östenit matriksde ya da onun dönüşüm ürünleri içinde sert birincil karbürler ve/veya ötektik karbürlerden ibarettir. Bu sert alaşım karbürlerinin bulunmasının sonucu olarak üstün aşınma direncine sahiptirler. Bu nedenle madencilik ve mineral işlemede yaygın şekilde kullamlırlar. Alaşım içeriği, katılaşma parametreleri ve ısıl işlemler yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin çalışma yerlerinde göstereceği performansı önemli ölçüde etkilemektedir. Servise döküm halindeki şartlarda konulabilir veya ısıl işlem yapılarak sertleştirilirler. Döküm halinde bu yüksek kromlu beyaz demirler mikroyapılannda östenit matriks ve süreksiz bir yapısı bulunan M7C3 ötektik karbürler içerirler. Östenitleme ısıl işlemi yapıldıktan sonra havada soğutma durumunda bile yüksek alaşım içeriğinden dolayı matriks östenit dönüşüm ürünü olan martenzit olacaktır. Ayrıca ısıl işlem sonucunda yapıda M23C6 ikincil karbürleri oluşur. Bu çalışmanın amacı literatürde pek yer bulmayan yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin dökümünde kokil kalıba döküm yönteminin kullanılmasıyla elde edilecek yapıların incelenmesidir. Kum ve kokil kalıp yöntemleriyle üretilmiş yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin yapısal farklılıklarım ortaya koymak çalışmanın temelidir. Bunun için aynı bileşime sahip olmak üzere kokil kalıba ve kum kalıba döküm yapılarak elde edilmiş yüksek kromlu beyaz dökme demirler üzerinde çalışılmıştır. Bileşiminde %68.1 Fe, %2.67 C, %26.6 Cr, %0.78 Si, %0.178 Mo, %0.645 Ni, %0.619 Mn, %0.023 S, %0.02 P, %0.09 Al, %0.1 Cu, %0.042 V olan alaşım kokil ve kum kalıp olmak üzere iki farklı döküm yöntemiyle dökülmüştür. Isıl işlemin yapıya olan etkisini görebilmek için numunelere destabilizasyon ısıl işlemi uygulanmıştır. Üç farklı ısıl işlem sıcaklığı ve tutma süresi uygulanmıştır. Döküm halindeki ve ısıl işlem görmüş numuneler metalografik inceleme için hazırlanmışlardır. Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin metalografisinde yaygın olarak kullanılan tekniklerden yararlanılmıştır. Hazırlanan numuneler üzerinde optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobunda yapısal incelemeler yapılmış, çeşitli büyütmelerde mikroyapı fotoğrafları çekilmiştir. Mikroyapıdaki faz bileşenlerinin kimyasal karakteristikleri taramalı elektron mikroskobuyla birlikte çalışmakta olan EDX cihazında gerçekleştirilmiştir. Döküm hali ve ısıl işlem uygulanmış xınnumunelerin x-ışınları paternleri elde edilmiştir. Ayrıca her numunenin sertlik değerleri ölçülmüştür. Metalografîk incelemeler sonucunda numunelerin dendritik bir katılaşma yapısının olduğu görülmüştür. Kokil döküm yöntemiyle elde edilmiş numunelerin yapısal olarak kuma döküm numunelere göre çok daha küçük yapılı olduğu görülmüştür. Özellikle kuma kalıba döküm yapılarak elde edilen numunelerin döküm hallerinde östenitik matriks içinde birincil östenit dendritleriyle beraber birincil karbürler ve ötektik karbürlerin olduğu kaydedilmiştir. Isıl işlem sıcaklıkları ve tutma süreleri arttıkça östenit dendritlerinin dönüşüm gösterdikleri görülmüştür. Bu bölgelerde ikincil karbürler oluşmuştur. Kokil kalıba dökülmüş numunelerde sertlik ortalama 58,5 Re olarak bulundu. Kum kalıba döküm yöntemiyle elde edilmiş numunelerde ise ortalama sertlik değerinin 57,5 Re olduğu tespit edildi. Yapılan ısıl işlemle sertlik değerlerinde genel olarak bir artış sözkonusu olsa da 800 °C 'de yapılan ısıl işlemde döküm halindeki sertlikten daha düşük sertliğe ulaşılmıştır. Sıcaklık ve tutma süresi arttıkça sertlik değerleri artış göstermiştir. Hem kum hem de kokil kalıba dökülmüş ve 1 100 °C 'de ısıl işlem görmüş numunelerde artan tutma süresiyle sertlikde düşüş olmuştur. En yüksek sertlik değerine 1 100 °C" de 1 saat tutma ile yapılan ısıl işlem ile ulaşılmıştır. XIV
Özet (Çeviri)
CHARACTERIZATION OF HIGH CHROMIUM WHITE CAST IRONS WHICH WERE PRODUCED BY PERMANENT MOLD CASTING AND SAND CASTING METHODS BY X-RAYS AND SCANNING ELECTRON MICROSCOPE SUMMARY High chromium white irons are ferrous-based alloys containing 12-30wt-% chromium and 1.8-3.6 wt-% carbon, with molybdenum, manganese, copper, nickel and sometimes additional alloying elements. The microstructure of these alloys is composed of hard primary and/or eutectic carbides in a matrix of austenite or one of its transformation products. These hard alloy carbides have a superior abrasion resistance and because of this reason they are widely used in mining and mineral processing. The alloy content, hardening parameters and thermal processes affect the performance of high chromium white cast irons importantly. They can be put in service as in the as-cast or hardened by applying thermal process. As-cast, these high chromium white cast irons contain microstructually austenite matrix and M7C3 eutectic carbides that has a transient structure. After the application of destabilization thermal process, even in the condition of cooling in air, martensite which is a production of matrix austenite transformation will be available because of high alloy content. Also, as a result of thermal process, M23C6 secondary carbides will be present in the structure. The aim of this study is the investigation of the structures that will be obtained by chill casting method which is rarely found in the literature. The basic principle of this study is to obtain the differences in structures of high chromium white cast irons produced either by sand casting or chill casting. For this reason, high chromium white cast irons were studied which were produced by the same composition of chill and sand casting. The alloy that has a composition of 68.1% Fe, 2.67% C, 26.6% Cr, 0.78% Si, 0.178% Mo, 0.645% Ni, 0.619% Mn, 0.023% S, 0.02% P, 0.09% Al, 0.1% Cu, 0.042% V. It casted by two different casting method which are chill and sand casting. In order to obtain the effect of thermal process on structure, destabilization thermal process was applied to the samples. Three different thermal process temperatures and soaking time were applied The samples which are as-cast condition and thermal processed were prepared for the metallographic investigations. For the metallography of the high chromium white cast iron the technique which in used commonly was applied. Structural investigations were done by using optical microscope and scanning electron microscope and microstructural photographs were taken by doing different enlargements on samples. The chemical characteristics of the phase compounds were xvmeasured by EDX device which is run by scanning electron microscope. X-ray patterns of the samples were also handled. Additionally, hardness of each samples were measured. After the metallography, it was seen that the samples had an dendritic solidification structure. The samples produced by chill casting had smaller structures than the sand casted samples. Especially the sand casted samples had primary ausenite dendirites together with primery carbides and eutectic carbides as-cast. It was obtained that, austenite dendritic transformation occured by increased thermal process temperature and soaking time. Secondary carbides was formed in these regions. The hardness of samples which were chill casted was obtained as 58.5 Re, where as this is 57.5 Re in sand casted samples. Although there is a hardness increase by doing the thermal process, lower hardness value was obtained in 800 °C thermal process than the as-cast samples. Hardness values were increased by increasing temperature and soaking time. For both sand and chill casted, thermal processed samples at 1 100 °C, hardnesses decreased by increasing soaking time. The highest hardness value was obtained for thermal processed samples at 1 100 °C during 1 hr soaking time. xvi
Benzer Tezler
- Enjeksiyon döküm kalıplarına uygulanan farklı kaplamaların kalıp ömrüne etkisi
Effect of different coatings applied to injection casting molds on mold life
AHMET TURAN KARAOĞLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Alüminyum bronzu (Cu4Ni10Al4Fe) ingotlarının katılaşma yapılarının incelenmesi
Examination of the solidify structures of the aluminium bronze (Cu4Ni10Al4Fe)
YAHYA TAŞGIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET KAPLAN
- Alüminyum geri dönüşümünde sıvı metal kalitesini ölçme yöntemlerinin karşılaştırılması ve ikincil alüminyumda inklüzyon giderme
Quality measurement and comparison of liquid metal recycling methods in aluminum and remove inclusion in secondary aluminium
ÖZGE TAMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM
- Al-Si 6,5-Mg 3,5 alüminyum alaşımının özelliklerinin dövme döküm yöntemi ile geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
MAZHAR ÜMİT BÜYÜKFIRAT
- Kokil kalıba alüminyum döküm proseslerinin iyileştirilmesi
Improvement of aluminium permanent die casting processes
ANDAÇ BİLGETEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET SARIKANAT