YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEMELERİN Al 2 O 3 İLE AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ ÖZET

Benzer belgeler
YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEMELERİN SiC AŞINDIRICI KARŞISINDAKİ AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ ÖZET

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

INVESTIGATION OF WEAR BEHAVIOUR OF BORON CONCUSSOR JAWS WELDED BY USING DIFFERENT TYPES OF ELECTRODES. Nurullah KIRATLI*

ALAŞIMLI BEYAZ DÖKME DEMİRLER

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

Metalografi Nedir? Ne Amaçla Kullanılır?

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

1. GİRİŞ. 1.1.Küreleştirme İşlemi

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

AŞINDIRICI PARTİKÜL KARIŞIMLARININ Ti6Al4V ALAŞIMININ KATI PARTİKÜL EROZYON DAVRANIŞINA ETKİLERİ

SEMENTE EDİLMİŞ 8620 KALİTE ÇELİĞİN ÖZELLİKLERİNE SIFIRALTI İŞLEMİN ETKİSİ

Yüksek alaşımlı dökme demirler

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

B 4 C /Al KOMPOZİTLERİN TAKVİYE HACİM ORANINA BAĞLI OLARAK ABRASİF AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

İTÜ Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 34469, Ayazağa, İstanbul

Çimento Fabrikalarında Aşınma Problemleri ve Koruyucu Malzemeler

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

Emre Yalçın (Odöksan ELBA) 7.Oturum: Süreçler ve Kontrol 7th Session: Process and Control

Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirin Abrasif Aşınma Davranışı Üzerine Östemperleme Süresinin Etkisi

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

makale tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelmektedir. Tane sınırlarında karbür oluşumu Şekil 4'te verilmiştir.

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Ark Kaynağı ile Kaynatılan Ferritik Küresel Grafitli Dökme Demirlere Öntav Sıcaklığının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

THE EFFECT OF SINTERING PERIOD ON THE WEAR RESISTANCE OF AlMgSi-SiC P COMPOSITES PRODUCED BY POWDER METALLURGY METHOD

SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ B İ R K A L İ T E M A R K A S I

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

Demir Karbon Denge Diyagramı

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK TEL TAKVİYELİ KIR DÖKME DEMİR KOMPOZİTLERİN SERTLİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Ahmet AKDEMİR a Recai KUŞ b.

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

TAKIM ÇELİKLERİ İÇİN UYGULANAN EROZYON İŞLEMLERİ

DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi. AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi.

33MnCrB5 BORLU ÇELİK VE Ç 1050 ÇELİK MALZEMENİN ADHESİVE AŞINMA DİRENCİNİN ARAŞTIRILMASI

T/M YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Cu-C-Al 2 SiO 5 KOMPOZİTİNİN ABRASİV AŞINMA DAYANIMI Ç. ÖZAY & A. HASÇALIK

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

RAYLI SİSTEMLERDE KULLANILAN FREN SABOLARININ AŞINMA KARAKTERİSTLİĞİNİN İNCELENMESİ

Arda Çetin, Peyman Çelenkoğlu, Burcu Tunç, Ayhan Comart (Ekstra Metal)

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Borlama Süresinin Düşük Karbonlu Mikro Alaşımlı Çeliklerin Sertlik Değerleri Üzerine Etkisi

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 2 sh Mayıs (WEAR RESISTANCE OF POLIESTER- Al 2 O 3 COMPOSITES)

Düşük Sıcaklık Plazma Nitrürleme (Nitrasyon) Uygulamaları

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

Sertdolgu Aşınma Plakaları

ARK KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLEN OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİK İLE DÜŞÜK KARBONLU ÇELİĞİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

laşımsız Karbon Çelikleri şük ve Yüksek Alaşımlı Çelikler Yüksek Manganlı Ostenitik Çelikler ler Yüksek Kromlu Beyaz Dökme Demirler slanmaz Çelikler

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

Şadi KARAGÖZ *, Onur BİRBAŞAR ve Alper KAYA. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

Faz ( denge) diyagramları

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 2 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i?

Farklı Metalografik İşlem Yazılımlarının Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Küresellik Boyut ve Oran Tayininde Kullanımı

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

INVESTIGATION OF WEAR PROPERTIES OF A Cu-Cr-Zr ALLOY

DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ

Faz dönüşümünün gelişmesi, çekirdeklenme ve büyüme olarak adlandırılan iki farklı safhada meydana gelir.

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

Yahya TAŞGIN ve Mehmet KAPLAN Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Metal Eğitimi Bölümü, Elazığ

Demirin Kristal Yapıları

ÜÇ FARKLI ÇELİĞE KATI BORLAMA İŞLEMİ YAPILMASININ İÇ YAPI VE SERTLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ 1. Kazan Çeliklerinin Özellikleri

İnce ve Kalın Kesitli SiMo Küresel Dökme Demirlerin, Isıl İşlem Öncesinde ve Sonrasında Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

Üretim Parametrelerin Düşük Alaşımlı TM Çeliklerin Sertlik Ve Aşınma Özelliklerine Etkisi

URANUS 50 DÖKÜM ALAŞIMINDA MEKANİK ÖZELLİKLERİN GELİŞTİRİLMESİ VE KOROZYON DİRENCİNE ETKİLERİ ÖZET

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

Metalografi, en bilinen şekliyle, metallerin iç yapısını inceleyen bilim dalıdır.

KURU KAYMA ŞARTLARINDA MATRİS YAPISININ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN SÜRTÜNME KATSAYISINA VE PİM SICAKLIĞINA ETKİSİ

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

SAF DEMİR o C Sıvı o C δ Ferrit HMK. 912 o C γ Demir Östenit YMK. 25 o C α Ferrit HMK

Transkript:

Politeknik Dergisi Journal of Polytechnic Cilt: 6 Sayı: 3 s. 559-567, 23 Vol: 6 No: 3 pp. 559-567, 23 YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEMELERİN Al 2 O 3 İLE AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ Cemil ÇETİNKAYA Gazi Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü 65 Teknikokullar, ANKARA ÖZET Bu çalışmada, kumlama makinelerinde kullanılan yüksek kromlu beyaz dökme demirden üretilmiş olan türbin paletlerinin Al 2 O 3 abrasiv aşındırıcı kağıdı karşısındaki aşınma davranışları incelenmiştir. Kimyasal bileşimleri farklı olan 5 farklı türbin paletlerinden elde edilen numuneler; 2 dev/dak sabit hızda, 1, 25 ve 4 N luk yüklerde, 6, 9 ve 12 m lik yollarda aşındırılmış ve aşınma davranışları belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda yük artışı ve aşındırma mesafesine bağlı olarak %3,3 C, % 15,1 Cr ve % 2,5 Mo içeren numune ile %3,38 C, % 18,5 Cr ve % 1,5 Mo içeren numunenin en az aşındığı, buna karşın en fazla aşınmanın %2,94 C, %16.7 Cr ve %1.2 Mo içeren numunede olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yüksek kromlu dökme demir, beyaz dökme demir, aşınma. INVESTIGATION OF ABRASIVE WEAR BEHAVIOUR OF HIGH CHRONIUM WHITE CAST IRONS ABSTRACT In this study, wear behaviour of high chromium white cast iron turbine plates used in sand blasting machines was investigated againstal 2 O 3 abresive paper. Turbine plate specimens of 5 materials diffening in chemical composition were subjected to wear test under the loads of 1, 25 and 4 N and with the distance of 6, 9 and 12 m using. The results show that depending on the load and wear distance the two specimens one of which containing %3,3 C, % 15,1 Cr and % 2,5 Mo and the other containing %3,38 C, % 18,5 Cr and % 1,5 Mo, exhibited the least wear rate. However; the specimen containing %2,94 C, %16.7 Cr and %1.2 Mo was exhibited the highest wear. Key Words: High Chromium Cast Iron, White Cast Iron, Wear. 559 1. GİRİŞ Aşınma ve korozyon direnci gibi yüzey özellikleri gerektiren malzemelerin, takımların ve makine parçalarının üretiminde yüzey mühendisliği önemli bir alandır. Korozyon, sürtünme, aşınma, ısı, radyasyon gibi yüzeyde meydana gelen hareketler nedeniyle malzeme yüzeyinin korunması ve malzemenin bu olaylara karşı direncinin arttırılması büyük öneme sahiptir (1). Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin aşınma direnci ve tokluk özellikleri iyidir. Genellikle bu grup dökme demirler çamur pompalarında, tuğla kalıplarında, çeşitli mineral delme, sert kayaları işleme ekipmanlarında ve benzeri alanlarda kullanılmaktadır [2,3]. Yüksek kromlu dökme demir alaşımların tokluğu, düşük kromlu alaşımlılardan daha yüksektir. Tokluk, özellikle kırma ve öğütme işlemlerinde kazaları önleyici bir faktör olarak değerlendirildiğinden önemi büyüktür. Yüksek kromlu beyaz dökme demirler, yüksek aşınma dayanımlarından dolayı geniş kullanım alanına sahiptirler. Beyaz dökme demirlerin aşınmaya dayanıklı ticari malzemeler olarak ilk kullanımları, yüz yıllık bir geçmişe sahip olup, dövülebilir döküm malzemelerin üretiminin geliştirilmesi ve alaşımlandırma parametrelerinin zenginleşmesi ile daha da yaygınlaşmıştır. Yüksek kromlu beyaz dökme demirlere mekanik dayanım ve aşınma direnci sağlayan en önemli faktörün yapıda bulunan krom karbürler olduğu bilinmektedir (4). Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde matris yapı, sert ötektik M 7 C 3 tipi karbürleri aşınma esnasında yerinde tutar. Matris aşındığında desteksiz kalan karbürler, gerilmeler altında kırılır. Kırılan karbürler bazı durumlarda yumuşak matrise gömülerek sert bir yüzey tabakası oluşturur. Bu durum özellikle ferritik matriste etkili olmaktadır. Perlitik matris düşük aşınma direncine sahip olduğu için, beyaz dökme demirlerde perlitik yapı istenmez. Yapıdaki karbon oranı arttıkça sertlik ve buna bağlı olarak aşınma direnci de artar. Ancak düşük gerilmeli aşınma ortamlarında, sertlik belli bir değere geldikten sonra mikro sertlik artışı aşınma direncini etkilemez. (5-7). Aşınmaya neden olan gerilmeler yüksek olursa martenzitik yapı, östenitik yapıya göre, iki üç kat daha iyi aşınma direnci gösterir. Martenzitik yapı östenitleme işlemi ile sağlandığı için bu işlem

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 3, 23 esnasındaki reaksiyonlar martenzitin yapısı için önemlidir. Martenzit oluşumu başlangıç sıcaklığı ile beraber, bitiş sıcaklığını da düşüreceği için mikroyapıdaki kalıntı östenit miktarı, hacimsel genleşmelerin oluşmasına ve bunun sonucu oluşan gerilmeler nedeni ile mikro çatlaklara neden olur (8,9). Aşınma direnci ve tokluğun yüksek olabilmesi için beyaz dökme demirin mikroyapısında uygun karbür ve matrisin bulunması gereklidir. Matris için yapılabilecek optimum seçim, ikincil karbürlerle sertleştirilmiş yüksek karbonlu sert martenzittir. Diğer bir alternatif ısıl işlemle sertleştirilebilen östenittir (1). Karbon artışı ile birlikte martenzitin aşınma direnci artar. Isıl işlem sonucu martenzitik matrise dağılan ikincil karbürler aşınma direncinde artışa neden olur. Temperleme ile aşınma direnci düşmektedir. Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde karbürler matris içerisinde dağılmıştır. Matris yumuşak olduğunda aşınır ve karbürler matristen kopar. Bu durumda karbürlerin aşınma dirençlerinin yalnızca bir kısmından yararlanılabilmiş olunur. Yüksek krom-molibdenli beyaz dökme demirler mikroyapıda bulunan krom karbürlerin etkisi ile mikroyapısında sementit içeren dökme demirlerden daha serttir ve aşınmaya daha dirençlidir. Yüksek krom-molibdenli beyaz dökme demirlerde mikroyapıda süreksiz ötektik karbürler ve ikincil karbürler olmak üzere iki çeşit karbür bulunmaktadır. Karbürlerin bileşimine göre sertlikleri ise şöyledir; M 3 C 84-11 HV, M 7 C 3 12-18 HV, Mo 2 C ise yaklaşık 15 HV (3,11). Görüldüğü üzere M 7 C 3 tipi karbürler en yüksek sertliğe sahiptir. Bu çalışmada beş farklı beyaz dökme demir alaşımı, 8 gritlik Al 2 O 3 abrasiv aşındırıcı üzerinde aşındırılarak malzeme bileşimi ve mikroyapısının, aşınma dirençleri üzerine etkileri incelenmiştir. 2. MATERYAL VE METOD 2.1. Materyal Bu çalışmada kullanılan numuneler, Erkunt A.Ş. döküm fabrikasında bulunan, kumlama makinelerinin bilya püskürten türbin paletlerinden temin edilmiştir. Deneylerde elektro erozyon yöntemiyle kesilen 6 mm çapında 5 farklı türbin paletinden elde edilen 15 adet numune kullanılmıştır. Kullanılan bu türbin paletlerinin spektral analiz sonuçları Çizelge 1 de, bu sonuçlara göre Cr/C oranı Çizelge 2 de, ve hazırlanan numunelerin en az 4 ayrı bölgesinden alınan sertlik değerlerinin ortalamaları ise Çizelge 3 de verilmektedir Çizelge 1. Deney numunelerinin spektral analiz sonuçları Element Numune no % 1 2 3 4 5 C 2,711 2,941 3,339 3,38 3,3 Cr 8,824 16,656 18,338 18,487 15,84 Mo,44 1,24 1,459 1,473 2,522 Si 1,643,691,724,717,827 Mn,949,414,377,376,522 P,3,25,34,34,38 S,47,25,4,42,51 Ni 4,186,89,114,113,546 Mg,2,1,5,5,1 Cu,155,69,82,81,162 V,4,36,35,35,6 Ti,26,13,9,9,13 Al,12,2,3,2 - Sn,8,3,3,3,6 Çizelge 2. Deneylerde Cr/C oranları kullanılan numunelerin Numune no 1 2 3 4 5 Cr/C 3,25 5,66 5,49 5,46 4,57 Çizelge 3. Deney numunelerinin ortalama sertlik değerleri Numune no 1 2 3 4 5 Sertlik (HRc) 55 6 66 6 58 2.2 Deneysel Metot Aşınma deneyleri Şekil 1 de şematik olarak gösterilen pin-on disk aşındırma deney cihazında, 8 gritlik Al 2 O 3 (zımpara kağıdı) abrasiv aşındırıcı üzerinde 2 dev/dakikalık sabit hızda 1, 25 ve 4 N luk sabit yük uygulanarak 6, 9, 12 metrelik yollarda yapılmıştır. Numuneler bu yükler altında her 6, 9, 12 metre aşındırma mesafesi sonunda durdurulup, 1/1g hassasiyetli dijital terazide tartılarak aşınma kayıpları ağırlık cinsinden ölçülmüş ve ortalama değerler alınmıştır. Metalografik numuneler 22-12 µm arasındaki zımparalar ile zımparalandıktan sonra, %2 Nital ile dağlanan numunelerin mikroskop görüntüleri Prior marka mikroskop ile çekilmiş, sertlik ölçümleri ise Instron Wolpert marka Brinell sertlik 56

KUMLAMA MAKİNELERİN TÜRBİN PALETLERİNDE... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 3, 23 ölçüm cihazı ile yapılmıştır. Deney numunelerine ait aşınma görüntü fotoğrafları ise JEOL JSM-84 A model SEM elektron mikroskobu ile çekilmiştir. Aşındırıcı zımpara Destek yükü Sabit yük Uygulanan yük Yük kolu Dengeleme kolu Ayaklık Kontrol paneli Tabla Disk koruyucusu Kayış ve kasnak Motor Elektrik kontrol paneli Şekil 1. Pin-on disk aşındırma deney cihazının şematik gösterimi (12). Deneylerde kullanılan malzemelere ait optik mikroskop, aşınma yüzeyi SEM görüntüsü ve aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi sırası ile Şekil 1-5 arasında verilmiş ve malzemelerde meydana gelen aşınma kayıplarına mikroyapı, kimyasal bileşimin etkisi tartışılmıştır. Şekil 2a da verilen 1 No lu numunenin mikroyapı fotoğrafı incelediğinde iri sementit tanelerinin bulunduğu ve bu sementit taneleri arasında da krom karbürlerin olduğu görülmektedir. Aynı numunenin SEM görüntüsünü incelediğimizde de aşınma izlerinin oldukça sık ve dar olduğu, de verilen aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisini gösteren grafiğini incelediğimizde de 12 m lik aşındırma mesafesinde sırasıyla, 1 N luk yük altındaki 5 mg, yükte altında 17.2 mg ve 4 N luk yük altında 154.3 mg lık aşınma kayıplarının olduğu gözlenmiştir. Toplam ağırlık kaybı (mg) 2 1 3 6 9 12 1 N 4 N Şekil 2. 1 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x28, b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5, c-) Aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği. 3. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA 561

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 3, 23 Toplam ağırlık kaybı (mg) 75 6 45 3 15 3 6 9 12 1 N 4 N Şekil 3. 2 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x28, b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5, c-) Aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği. Deney numuneleri içerisinde en fazla aşınmaya uğrayan ve Şekil 3a da optik fotoğrafı verilen mikroyapıyı incelendiğimizde martenzitik yapı içerisindeki krom karbürlerin (beyaz bölgeler) sütunsal halde olduğu, ayrıca de verilen yüzey aşınımının SEM görüntüsü ile 1 No lu numuneye ait SEM görüntüsü karşılaştırılacak olursa 2 No lu numunede aşınma izlerinin çok daha geniş olduğu gözlenmektedir. Yine aynı numunenin aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiğini incelediğimizde, 12m lik aşındırma mesafesinde, 1 N luk yük altında 249.2 mg, yük altında 359.5 mg aşınmanın meydana geldiği, yükün artması ile birlikte aşınmanın da arttığı dolayısıyla, 4 N luk yük altında 69.1 mg lık aşınma kayıplarının olduğu belirlenmiştir. 562

KUMLAMA MAKİNELERİN TÜRBİN PALETLERİNDE... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 3, 23 Toplam aşınma kaybı (mg) 4 3 2 1 3 6 9 12 1 N 4 N Şekil 4. 3 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x28, b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5, c-) Aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği. Şekil 4a da sertlik değeri en yüksek olan (66 HRc) 3 No lu numunenin mikroyapısındaki karbürlerin (beyaz bölgeler) süreksiz sütunsal halde ve matris içersinde düzenli dağıldıkları görülmektedir. de aşınan yüzey SEM görüntüsünde aşınma izlerinin 2 No lu numuneye nazaran daha dar olduğu, de verilen aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği incelediğinde ise 12 m lik aşındırma mesafesinde,1 N luk yük altında 11.6 mg ve luk yükte 186.2 mg aşındığı ve 4 N luk yük uygulamasında da 396.2 mg aşınma kaybının olduğu tespit edilmiştir. Sertliği en yüksek olmasına rağmen deney numuneleri içerisinde aşınma performansı yönünden dördüncü sırada yer alabilmiştir. 563

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 3, 23 Toplam ağırlık kaybı (mg) 2 15 1 5 3 6 9 12 1 N 4 N Şekil 5. 4 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x28, b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5, c-) Aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği Şekil 5a da optik mikroskop fotoğrafı görülen 4 No lu numunenin mikroyapısı 1 No lu numunenin mikroyapısına benzemekle beraber burada martenzitik yapı içerisinde ince krom karbür parçalarının yanı sıra büyük (beyaz) krom karbür parçalarının da yer aldığı açıkça görülmektedir. Malzemenin ana matris mikroyapısında bulunan büyük krom karbür parçalarının malzemenin aşınma dayanımına önemli oranda katkı sağladığı düşünülmektedir. Aynı numunenin de verilen aşınan yüzeyinin SEM görüntüsünü incelediğimizde diğer numunelere nazaran daha ince aşınma izlerinin oluştuğu ve bu numunenin aşınan yüze yinde diğer numunelerden farklı olarak yer yer parçacık şeklinde kopmaların olduğu görülmektedir. deki aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiğini incelediğimizde, 6, 9, 12 m lik aşındırma mesafelerinde, 1 N luk yük altında sırasıyla 29.1, 39.1 ve 49.6 mg, luk yük altında aynı şartlarda 55.6, 66.6 ve 7.8 mg ve 4 N luk yük altında da sırasıyla 7.8, 84.1 ve 99.5 mg lık aşınma kayıplarının olduğu tespit edilmiştir. Bu numune düşük yük ve kısa aşındırma mesafelerinde 5 No lu numuneye oranla daha fazla aşınırken, yükün ve aşındırma mesafesinin arttığında daha az aşındığı gözlenmiştir. 564

KUMLAMA MAKİNELERİN TÜRBİN PALETLERİNDE... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 3, 23 Toplam ağırlık kaybı (mg) 2 15 1 5 3 6 9 12 1 N 4 N Şekil 6a da 5 No lu numunenin optik mikroskop altındaki fotoğrafı incelendiğinde yapının sementit içerisinde krom karbürlerden meydana geldiği, diğer numunelere nazaran bu numunedeki krom karbürlerin matris yapı içerisinde daha fazla ve daha homojen dağılım sergilediği görülmektedir. Aynı numunenin SEM görüntüsünde sadece aşındırıcı zımparanın malzemeyi ince çizikler halinde aşındırdığı ve aşınma izlerinin çok derin olmadığı ve malzemede yüzeysel bir aşınmanın meydana geldiği görülmektedir. Bu numuneye ait Şekil 6. 5. No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x28, b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5, c-) Aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği. aşındırma mesafesi toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiğinden (Şekil 5c), 6, 9 ve 12 m lik aşındırma mesafelerinde sırasıyla, 1 N luk yük altında 25.2, 36.6 ve 45.6 mg, luk yük altında 49.4, 78.5 ve 95.1 mg, 4 N luk yük altında da 15.6, 115.8 ve 126.1 mg lık aşınma kayıplarının olduğu belirlenmiştir. Yukarıda verilen 5 farklı deney numunesinin 12 m lik aşındırma mesafesindeki 1, 25 ve 4 N luk yükler altındaki aşınma kayıplarının toplu gösterimi şekil 7 de verilmektedir. 565

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 3, 23 toplam ağırlık kaybı (mg) 75 6 45 3 15 1 2 3 4 uygulanan yük (N) 1 No'lu numune 2 No'lu numune 3 No'lu numune 4 No'lu numune 5 No'lu numune Şekil 7. Deney numunelerinin 12 m lik aşındırma mesafesindeki aşınma kaybı grafiği. Şekil 7 de verilen grafiği incelediğimizde 2 No lu numunenin en fazla, 4 No lu numunenin ise en az aşınan numune olduğu görülmektedir. Ancak Şekil 4 ve şekil 5 birlikte incelendiğinde 1 N luk yük altında 6, 9 ve 12 m lik aşındırma mesafelerinde ayrıca luk yükte 6 m lik aşındırma mesafesinde 5 No lu numunenin daha iyi aşınma performansı sergileyerek bu yük ve yollarda en az aşınan numune olduğu görülmüştür. 4 ve 5 No lu numuneler arasındaki bu aşınma performansı farklılığının sebebinin 4 No lu numunedeki büyük krom karbür parçacıklarının ilk aşınma esnasında malzemeden koparak aşınma miktarında artış meydana getirirken, yapıda kalan düzenli ve ince dağılım gösteren krom karbür parçacıklarının artan yük ve aşındırma mesafelerinde aşınma miktarını azalttığı düşünülmektedir (3). 2 No lu numunenin en fazla aşınan numune olmasının nedeninin Çizelge 2 de verilen Cr/C oranı ile yakından ilgili olduğu düşünülmektedir. Çizelgeye göre 2 No lu numunenin en yüksek Cr/C oranına sahip olduğu görülmektedir. Ancak Cr/C oranının yanında malzemedeki %Cr ve %Mo miktarının önemi de göz ardı edilmemelidir. Örneğin düşük yük altında, kısa aşındırma mesafelerinde en az aşınan 5 No lu numunenin %Mo oranı 2,522 olması bu numunenin aşınma direncinin yüksek olmasını sağlayan nedenlerden biri olduğu düşünülmektedir. Bunun yanı sıra iyi aşınma direnci gösteren 4 No lu numunenin de Çizelge 1 e göre en yüksek %Cr oranına sahip olduğu ve bunun da aşınma direncine olumlu katkı sağladığı düşünülmektedir. Beyaz dökme demir malzemelerin aşınma dirençlerine olumlu yönde etki eden diğer bir element de nikeldir. Yine Çizelge 1 de 1 No lu numunenin kimyasal bileşiminde %Cr miktarı diğer numunelere göre çok az olurken, (% 4,186) Ni oranının ise önemli derecede fazla olduğu görülmektedir. Beyaz dökme demir içerisinde nikelin abrasiv aşınma direncini arttırdığı bilinmektedir (2). Cr oranının azlığına göre en fazla aşınan numune olması beklenirken, malzemedeki nikel oranı malzemenin aşınma direncini arttırarak bu numunenin aşınma performansının orta seviyelere yükselmesini sağladığı düşünülmektedir. Ayrıca malzemelerin yapılarında bulunan krom karbürlerin miktarları, büyüklüğü ve dağılımı da yüke ve zamana bağlı aşınmada önemli rol oynadığı gözlenmiştir. 4. SONUÇLAR Bu çalışmada; yüksek kromlu beyaz dökme demirden üretilmiş türbin paletlerindeki değişik şartlar altında aşınma davranışları incelenmiş ve aşağıdaki genel sonuçlar elde edilmiştir. 1. Yüksek kromlu beyaz dökme demir malzemelerin aşınmasına Cr/C oranının önemli rol oynadığı ve deney numunelerinin içinde en yüksek Cr/C e sahip olan 2 No lu numunenin en fazla aşındığı gözlenmiştir. 2. Cr, Mo ve Ni in malzemelerin özellikle abrasiv aşınma dirençlerine olumlu yönde katkı sağlarken, malzeme yapısında görülen krom karbürlerin oranı, büyüklüğü ve dağılımlarının aşınma direncine önemli oranda etki ettiği görülmüştür. 3. Malzemelerin aşınma dirençlerinin tek bir faktöre bağlı olmayıp aynı zamanda malzemelerin kimyasal bileşimlerindeki değişimlere, mikroyapılarına, aşındırmada uygulanan yüke ve aşındırma mesafesi gibi farklı değişkenlere de bağlı olduğu görülmüştür. 566

KUMLAMA MAKİNELERİN TÜRBİN PALETLERİNDE... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 3, 23 TEŞEKKÜR Deney numunelerinin temininde ve deneye hazır hale getirilmesinde yardımcı olan Yaşar ŞAHİN e teşekkür ederim. 5. KAYNAKLAR 1. Kahraman, N., Gülenç, B., Abrasive Wear Behaviour of Powder Flame Sprayed Coatings on Steel Substrates, Materials and Design, vol. 23, s. 721-725, 22. 2. Fairhust, W., Rohrig, K., Abrasion Resistance High Chromium White Cast Irons, 1989. 3. Metals Handbook, 9 th Edition Vol. 15 Casting, 1988. 4. Şahin, Yaşar., Kumlama Makinası Türbin Paletlerindeki Aşınma Ve Mikroyapının İncelenmesi. G. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 21. 5. Bedolla Jacuinde, A., Rainforth, W.M., The wear behaviour of high-chromium white cast irons as afunction of silicon and Mischmetal content, Wear, 25, 449-461, 21. 6. Hanlon, D.N., Rainforth, W.M. Rainforth, C.M., Cellars, The rolling/sliding wear response of conventionally processed and spray formed high chromium content cast iron at ambient and elevated temperature, Wear, 225 229, 1999. 7. Dogan, O.N., Hawk, J.A., Laird II, G., Solidification Structure and Abrasion Resistance of High Chromium White Irons, Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 28A, Issue 6, Pages 1315-1328, June 1997, 8. Mutaf, E., E. Ulusoy, Toprak İşleme Aletlerinin İş Organlarında Kullanılan Bazı Çeliklerin Farklı Isıl İşlemlere Göre Laboratuar ve Tarla Şartlarında Aşınma Dirençleri, TÜBİTAK Yayınları No: 337, TOAG Seri No 61, Ankara, 1977. 9. Tabrett, C. P., Sare, I.R., The Effect of Heat Treatment on the Abrasion Resistance of Alloy White Irons, Wear 23-24, Pages 26-219, 1997. 1. Chen, X. H., Cang, C. Z., Lu, Z. C., Lin, H. T., Effect Of Niobium on Wear Resistance Of 15%Cr White Cast Iron, 166. 1993. 11. Minkoff, I., The Physical Metallurgy Of Cast Iron, A Wiley Interscine Publication, 1983. 12. Sahin, Y., Wear behaviour of aluminium alloy and its composites reinforced by SiC particles using statistical analysis, Materials & Design, Volume 24, Issue 2, Pages 95-13, April 23 567