GG25 standartında gri dökme demirin mekanik özellikleri ve mikro yapı üzerine molibden ve niyobyum eser elementlerinin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of molybdenum and niobium trace elements on the mechanical properties and microstructure of gray cast iron in GG25 standard
- Tez No: 984041
- Danışmanlar: PROF. DR. YUNUS TÜREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, GG25 standardında gri dökme demir (GDD) malzemenin mekanik ve mikro yapısal özelliklerine, eser element olarak ilave edilen molibden (Mo) ve niyobyum (Nb) elementlerinin etkileri detaylı olarak araştırılmıştır. GG25 referans numunesi baz alınarak, %0.1 ve %0.3 oranlarında Mo ve Nb katkıları içeren dört ayrı deney grubu oluşturulmuştur. Tüm numuneler, sanayi tipi indüksiyon ocaklarında aynı döküm parametreleriyle hazırlanmış ve merdiven tipi kum kalıplara dökülerek değişen soğuma hızlarının (10 mm ve 40 mm kademe kalınlıkları) etkisi de gözlemlenmiştir. Çalışma kapsamında mikro yapı analizi, Brinell sertlik testi, çekme testi ve darbe testi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre; Hem Mo hemde Nb katkısı, perlitik yapıyı %2-%4 aralığında artırarak sertlik ve çekme dayanımında belirgin artışlar sağlamıştır. Nb katkısı ise özellikle grafit lamellerin morfolojisini rafine ederek daha homojen ve ince yapılar oluşturmuştur. Yalnızca %0,3 Nb ilavesi darbe dayanımı üzerinde 3 J artış göstermiştir, diğer kontrol gruplarında kayda değer bir artışgözlenmemiştir. GG25 Referans numunesi ve Mo ile Nb ilaveli tüm alaşımlarda kademe kalınlığı artarken (10 mm'den 40 mm'ye) soğuma hızının azalması ile birlikte sertlik değerlerin de sırası ile yaklaşık %16, %13, %8, %8 ve %8 oranlarında düşüş gözlenmiştir. Çekme değerlerinde ise sırası ile yaklaşık, %73, %48, %54, %23 ve %45 düşüş gözlenmiştir. Ancak alaşım ilaveleri sayesinde, mekanik özelliklerdeki bu düşüşün referans numuneye kıyasla daha sınırlı kaldığı belirlenmiştir. Bu sonuçlar, alaşım ilavelerinin GG25 gri dökme demirin mekanik performansını, özellikle döküm kalınlığı değişen parçalar için optimize edebileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the effects of molybdenum (Mo) and niobium (Nb) elements, added as trace alloying elements, on the mechanical and microstructural properties of gray cast iron (GCI) material of GG25 grade were investigated in detail. Based on the GG25 reference sample, four different experimental groups were prepared by adding Mo and Nb at ratios of 0.1% and 0.3%. All samples were produced in industrial-type induction furnaces under identical casting parameters and poured into step-type sand molds to observe the influence of varying cooling rates (10 mm and 40 mm step thicknesses). Within the scope of the study, microstructural analysis, Brinell hardness testing, tensile testing, and impact testing were performed. The results showed that both Mo and Nb additions increased the pearlitic structure by about 2–4%, leading to notable improvements in hardness and tensile strength. The Nb addition particularly refined the morphology of graphite flakes, forming more homogeneous and finer structures. The addition of 0.3% Nb alone resulted in an increase of 3 J in impact toughness, while no significant improvement was observed in other control groups. In all GG25 reference and alloyed samples, as the step thickness increased from 10 mm to 40 mm (indicating a reduction in cooling rate), the hardness values decreased by approximately 16%, 13%, 8%, 8%, and 8%, respectively. The tensile strength values also decreased by about 73%, 48%, 54%, 23%, and 45%, respectively. However, due to alloying additions, these reductions in mechanical properties were found to be more limited compared to the reference sample. These findings demonstrate that alloying additions can optimize the mechanical performance of GG25 gray cast iron, particularly for cast components with varying section thicknesses.
Benzer Tezler
- Dökme demir-nikel alüminat-bronz tabakalı kompozitin sürtünme ve aşınma davranışları
Friction and wear behavior of cast iron-nickel aluminide-bronze laminate composite
GÖZDE ERGÜN AĞDACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ÇELİKYÜREK
- GG25 esaslı dökme demir motor bloklarının üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of GG25 based cast iron engine blocks and investigation of the properties
BURHAN BAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYSUN AYDAY
- Investigation of machinability of GG25 grey cast iron
GG25 gri döküm demirin işlenebilirliğinin incelenmesi
SAMET EMRE BİLİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT DENGİZ
DOÇ. DR. MUHAMMED ARAS
- GG25 pik döküm malzemenin talaşlı imalatının incelenmesi
Investigation of the machining process of GG25 cast iron material
MEHMET ŞAFAK BARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN HAMDİ METE
- GG25 dökme demirde karbon eş değeri değişiminin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
The effect of CE (carbon equivalent) change in GG25 on microstructure and mechanical properties
CEVAT MEHMETALİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ARICI