Vermiküler/Silindirik Grafitli Dökme Demir COMPACTED GRAPHITE CAST IRON

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Vermiküler/Silindirik Grafitli Dökme Demir COMPACTED GRAPHITE CAST IRON"

Gülbahar Gün
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Vermiküler/Silindirik Grafitli Dökme Demir COMPACTED GRAPHITE CAST IRON Ferrit Silindirik grafitler (Ferrit + Perlit) Matrix Grafit küreleri

2 Silindirik, Gri ve Küresel grafitli dökme demirler arası özelliklere sahip yeni bir sınıf dökme demir olarak 1980 ' li yıllarda ortaya çıkmıştır. Kendine has özellikleri nedeniyle ; gri dökme demirlerden daha fazla mukavemet ile süneklilik gerektiren yerlerde ve dökülebilirlik,akma mukavemeti, işlenebilme, ses sönümü,ısıl iletkenlik ile maliyet avantajının küresel grafitli dökme demirden daha az olması gerektiği durumlarda silindirik grafitli dökme demir tercih edilir ve kullanılır

5 Silindirik grafitler, lamel grafitlerden daha kalındır ve uçları yuvarlaklaşmıştır. Ayrıca küreselde olduğu gibi grafit tanecikleri ayrı ayrı değil fakat birbiriyle bağlantılı hücresel bir yapıya sahiptir. Silindirik grafitin akma ve kopma mukavemetleri gri dökme demirden %50 daha yüksek; küresel grafitli dökme demirin ise %85-90'ı kadardır. Elastik modülüde Küresel Grafitli dökme demir ile kıyaslanabilir.

6 Gri D.D. Silindirik G.D.D.

8 Silindirik grafitli dökme demir gri dökme demirde olmayan bir özellik olan elastik uzamada gösterir. Tablo 1'de lamel grafitli dökme demir ( DDL,küresel grafitli dökme demir (DDK), ve Silindirik grafitli dökme demirin bazı mekanik özelliklerinin karşılaştırılması görülmektedir.

9 ÖZELLİK DDL SİLİNDİRİK DDK Kopma dayanımı N/mm² % 0.2 akma dayanımı N/mm² Kopma uzaması % max.1,5 1,5-8,0 3-2,5 Eğilme dayanımı N/mm² Basma dayanımı N/mm² Brinel sertlik E-modülü KN/mm² Isıl iletkenlik W/cm² K 0,46-0,50 0,38-0,50 0,25-0,30 Hacimsel çekme %

10 Silindirik grafitli dökme demirler daha fazla, ağır kamyon kampanaları,uçak fren diskleri, kamyon eksoz manifoldları ve çelik ingot kalıpları gibi ısıya maruz yerlerde kullanılmaktadır. Bu dökme demirin ısıya dayanımı ve ısı iletimi yüksek, tufal yapma ve ısı karşısında kalıcı genleşme özellikleri düşüktür.

11 Silindirik Grafitli Dökme Demirin hafif ve mukavemetli olması özelliği ideal bir motor üretimi yapmak için kullanılabilir. Bir otomobil motoru Silindirik grafitli dökme demirden yapıldığında % 9 daha hafif olur. Yalnız motor bloğu ağırlığı 22 oranında azaltılabilir. Bu uzunlukta yüzde 15 azalmaya ve yükseklik ile genişlikte yüzde 5 azalmaya karşılık gelir. Bu dökme demirin otomotiv sektöründe neden popülerlik kazandığını göstermektedir.

12 1999 da, Chrysler 4.7 Litre V-8 Motorunun üretimini Gri dökme demirden Silindirik Grafitli dökme demire çevirdi. Hyundai Motor 2007 yılında yeni lüks Veracruz aracın tanıtımını yaptığında, hem yeni bir motor tasarımı hemde motor bloğunu silindirik grafitli dökme demirden üretmişti.

18 2010 yılında Dünyada Motor blokları üretiminde Silindirik grafitli dökme demir kullanımının % 23 artacağı tahmin edilmektedir

20 Gri, Silindirik Grafitli ve Küresel Grafitli dökme demirin özelliklerinin karşılaştırılması Malzeme Matrix Çekme Muk, MPa 0.2% akma Muk, MPa Yorulma Muk, MPa Elastik Modulus, GPa Sertlik, BHN Termal İletkenlik, W/m-K Gri D.D. Perlit Silindirik Grafitli D.D. Ferrit Perlit KGDD Ferrit Perlit

21 Comparison of thermal conductivity of Grey Iron, CGI and Ductile Iron is shown in below:

22 Dökme demirlerin en önemli özelliklerinden biri oluşan titreşimleri sönümleme kapasitesidir. Aşağıda Gri, Küresel ve Silindirik grafitli dökme demirlerin sönüm kapasiteleri mukayese edilmektedir. (a) Çelik ve (b) Gri dökme demir.

23 Endüstriyel uygulamalar ve makine parçalarında Yorulma en önemli problemlerdendir. Mekanik yorulma gibi Termal yorulma da makine parçalarının hasarlarının temel sebeplerindendir. Gri dökme demirle karşılaştırıldığında çatlak oluşumuna karşı daha büyük direnç ve Küresel grafitli dökme demir ile mukayese edildiğinde çarpılmaya karşı daha iyi direnç göstermeleri, silindirik grafitli dökme demirlerin özellikle mekanik yorulma ile karşılaşılan uygulamalarda kullanılmaları büyük bir avantajdır.

24 S-N Curves for Grey Iron, CGI and Ductile Iron

26 TERMAL YORULMA DİRENCİ Bir malzeme bir sıcaklık gradyanına maruz kaldığında, termal gerilimler artar, bunun neticesinde de termal şok ve termal yorulma ile malzeme hasara uğrar.

27 Termal yorulmaya karşı direnç için, şu özelliklere sahip malzeme seçilmelidir. (i) Yüksek termal iletkenlik. (ii) Yüksek elastik sınır veya yüksek çekme mukavemeti ve dar bir gerilme/genleme histerizis çevrimi (iii) Basma yükünde düşük sürünme hızı (iv) tekrarlı plastik gerilmeler altında Yüksek mekanik yorulma mukavemeti (v) Yüksek süneklilik. (vi) iç ve dış oksitlenmeye karşı direnç. (vii) Mikroyapısal değişimlere karşı direnç. (viii) Özellikle çekme yüklerinde yüksek sıcaklık özellikleri. (ix) Düşük termal genleşme katsayısı

28 % 10 Küreselliğe sahip Silindirik Grafitli Dökme Demirin Mekanik ve Fiziksel Özellikleri Özellik Sıcaklık ( C) 70% Perlit 100% Perlit Çekme Mukavemeti (Mpa) 0.2% Akma Mukavemeti (Mpa) Elastik Modul (Gpa) Uzama (%) Dönel Eğme Yorulma Limiti (Mpa)

29 Özellik Sıcaklık ( C) 70% Perlit 100% Perlit Termal İletkenlik (W/m C) Termal genleşme katsayısı (µm/m C) Poisson Oranı % Basma Mukavemeti (Mpa) Yoğunluk (gm/cc) to to 7.1 Brinell Sertliği (BHN) to to 255 Spesifik Isı Kapasitesi (J/g-K) Entalpi (J/kg) 26 to ,000 80,000 Spesifik Elektriksel Direnç (µω-cm)

30 Tablodaki verilerden görülebileceği üzere Silindirik Grafitli Dökme Demir otomobil sektöründe kullanışlılığı yanısıra, Termal yorulma görülen mühendislik uygulamalarında da çok faydalı bir malzeme olabilir.

31 DİĞER KULLANIM ALANLARI

32 INGOT KALIPLARI

35 ALUMİNYUM KÜLÇE DÖKÜMÜ İÇİN YOLLUK VE İNGOT KALIPLARI

39 KOK FIRINI PARÇALARI

43 SİNTER FABRİKALARI İÇİN PELET ARABALARI

44 PİK DÖKÜMDE KÜLÇE KALIPLARI

45 Silindirik Grafitli Dökme Demirin otomotiv endüstrisi dışında kullanımı niçin büyümüyor?

46 NİÇİN GRAFİTİN BU MORFOLOJİSİNİ ÜRETMEK ZOR? ÇÜNKÜ GRİ DÖKME DEMİRDE MAGNEZYUM İÇİN MAX LİMİT VAR KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRDE İSE; MINIMUM MAGNEZYUM SINIRI VAR SİLİNDİRİK GRAFİTLİ DÖKME DEMİRDE İSE; MAGNEZYUMUN HEM MİNİMUM HEMDE MAKSİMUM SINIRLARI VAR VE BU SINIR ÇOK DAR (% )

50 SİLİNDİRİK GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN ÜRETİMİ

51 Yapılan çalışmalarda Silindirik Grafitli dökme demir üretimi için iki ana metod ortaya çıkmıştır. Bunlardan biri çok dar limitlerde magnezyum içeriğine sahip dökme demir üretimi, diğeri kompakt grafit oluşumunu bastıran böylece daha yüksek artık magnezyum içeriğine imkan veren belirli bazı alaşım elementleri içeren dökme demirler ile üretim

52 Birinci yöntem,magnezyum içeriğinin çok dar sınırlarda tutulma gereğinden dolayı sınırlı uygulama alanı bulmuştur. Çok az miktar magnezyum tamamen silindirik grafit oluşturmaz, fazlası ise küresel grafit oluşturur. İkinci yöntem, magnezyum içeriği % arasında değişen ve % Ti ve % nadir toprak elementleri içeren Silindirik grafitli dökme demirin üretimini kapsamaktadır.

53 Silindirik grafit, sıvı metale Titanyum ilavesiyle küresel grafitin oluşumunun engellenmesi ile oluşturulmaktadır. Bu yöntemde herşey Küresel Grafitli Dökme Demir üretimi gibidir, ancak nihai analizde % oranında Ti olacak şekilde saf titanyum yada ferrotitan ilave edilmiştir. Eriyik daha sonra bilinen şekilde FeSiMg ile işleme tabi tutulur ve % 0-5 oranında FeSi ile son aşılama yapılır.

54 Silindirik grafit yapısının, kalıcı magnezyumun çok dar bir aralığında (% ) ancak üretilebildiği belirtilmektedir. Ancak %0-10 oranındaki titanyum üst mg limitini %0.030 'a kadar yükseltmektedir. Tam bir silindirik grafit yapısını elde etmek için Ce ( seryum ) da bulunmak zorundadır.

55 TITANYUM PROSESİ

56 Titanyum Magnezyumun etkisini azaltıyor.

Benzer belgeler

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Dökme Demirlerin Korozyonu DÖKME DEMİR %2,06-%6,67 oranında karbon içeren Fe-C alaşımıdır. Gevrektirler. İstenilen parça üretimi sadece döküm ve talaşlı şekillendirme ile gerçekleştirilir. Dayanım yükseltici