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

Benzer belgeler
YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEMELERİN Al 2 O 3 İLE 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*

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

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

Metalografi Nedir? Ne Amaçla Kullanılır?

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

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

ALAŞIMLI BEYAZ DÖKME DEMİRLER

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

1. GİRİŞ. 1.1.Küreleştirme İşlemi

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

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

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

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

SEMENTE EDİLMİŞ 8620 KALİTE ÇELİĞİN ÖZELLİKLERİNE SIFIRALTI İŞLEMİN ETKİSİ

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

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

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

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

Çimento Fabrikalarında Aşınma Problemleri ve Koruyucu Malzemeler

Yüksek alaşımlı dökme demirler

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

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

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

AŞINDIRICI PARTİKÜL KARIŞIMLARININ Ti6Al4V ALAŞIMININ KATI PARTİKÜL EROZYON DAVRANIŞINA ETKİLERİ

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

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

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

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

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

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

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

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

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

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

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

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

Demir Karbon Denge Diyagramı

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

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

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

ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Ç8620 Ç4140. ÖLÇÜLEN SERTLİK DEĞERİ (HRc) ÖLÇÜLEN SERTLİK DEĞERİ (HRc) SERTLEŞTİRİLMİŞ UÇTAN MESAFE (mm) Ç1050 Ç1040. ÖLÇÜLEN SERTLİK DEĞERİ (HRc)

Sertdolgu Aşınma Plakaları

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

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

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

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

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI. ( Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ

Borlama Süresinin Düşük Karbonlu Mikro Alaşımlı Çeliklerin Sertlik Değerleri Üzerine Etkisi

19 (3), , (3), ,

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

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

RAYLI SİSTEMLERDE KULLANILAN FREN SABOLARININ AŞINMA KARAKTERİSTLİĞİNİN İNCELENMESİ

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

TAKIM ÇELİKLERİ İÇİN UYGULANAN EROZYON İŞLEMLERİ

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

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

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

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

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

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

Düşük Sıcaklık Plazma Nitrürleme (Nitrasyon) Uygulamaları

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

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

CuSn10 YATAK MALZEMESİNİN TRİBOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

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

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

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

Üretim Parametrelerin Düşük Alaşımlı TM Çeliklerin Sertlik Ve Aşınma Özelliklerine Etkisi

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

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

Demirin Kristal Yapıları

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

Isıl Çevrim Uygulanmış Al-Bronz Alaşımında Mikroyapı ve Aşınma Özelliklerinin Araştırılması

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

AISI D6 ÇELİĞİNİN ADHESİF AŞINMA DAVRANIŞINA ISIL İŞLEM ŞARTLARI VE KAYMA HIZLARININ ETKİLERİ

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

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

AN INVESTIGATION OF DRY SLIDE BEHAVIORS OF Cu/Ni 3 Al METAL MATRIX COMPOSITE

Gaz Tungsten Ark Kaynak Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Yüzeyinde Üretilen M 7 C 3 Takviyeli Kompozit Kaplamaların Mikroyapısı

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

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

2. Sertleştirme 3. Islah etme 4. Yüzey sertleştirme Karbürleme Nitrürleme Alevle yüzey sertleştirme İndüksiyonla sertleştirme

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ

Transkript:

Politeknik Dergisi Journal of Polytechnic Cilt: 6 Sayı: 4 s. 661-669, 23 Vol: 6 No: 4 pp. 661-669, 23 YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEMELERİN SiC AŞINDIRICI KARŞISINDAKİ 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 türbin paletlerinin SiC abrasiv aşındırıcı karşısındaki aşınma davranışları incelenmiştir. Kimyasal bileşimleri farklı olan 5 farklı türbin paletlerinden elde edilen numuneler; 2 dev/dak sabit hızda, 1, 25 ve N luk yüklerde, 6, 9 ve m lik yollarda aşındırılmış ve aşınma davranışları belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar 3,3% C, 15.1% Cr ve 2,5% Mo içeren numunenin en az, 2,94% C, 16.7% Cr ve 1.2% Mo içeren numunenin ise en fazla aşındığını göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Yüksek kromlu beyaz dökme demir, aşınma. INVESTIGATION OF ABRASIVE WEAR BEHAVIOUR OF HIGH CHROMIUM WHITE CAST IRONS AGAINST SiC EMERY PAPER ABSTRACT In this study, wear behaviour of high chromium white cast iron turbine plates used in sand blasting machines was investigated against SiC abresive paper. Turbine plate specimens of 5 materials having different chemical composition were subjected to wear test under the loads of 1, 25 and N, at a speed of 2 rpm and with the distance of 6, 9 and m using. The experimental results indicated that the highest wear occurred on the samples having 3,3% C, 15,1% Cr and 2,5% Mo wheras the lowest wear occurred on the sample having 2,94%C, 16,7% Cr and 1,2% Mo. Key words: High Chromium White Cast Iron, Wear. 1. GİRİŞ Aşınma; malzeme, takım ve makine parçalarının üretiminde dikkate alınması gereken önemli bir alandır. Bununla beraber korozyon, sürtünme, ısı, radyasyon gibi yüzeyde meydana gelen hareketler sebebiyle malzeme yüzeyinin korunması ve malzemenin bu etkilere karşı direncinin arttırılması da diğer önemli bir konudur (1). Krom oranı yüksek olan beyaz dökme demirlerin aşınma direnci ve tokluk özellikleri genelde iyidir. Bu gruba giren dökme demirlerin genellikle çamur pompalarında, tuğla kalıplarında, çeşitli mineral delme, sert kayaları işleme ekipmanlarında ve benzeri alanlarda kullanıldığı bilinmektedir (2,3). Yüksek kromlu dökme demir malzemelerin tokluğu, düşük kromlu alaşımlılardan daha yüksektir. Özellikle kırma ve öğütme işlemlerinde kazaları önleyici bir faktör olarak değerlendirilen tokluğun önemi büyüktür. Yüksek aşınma dayanımlarından dolayı geniş kullanım alanına sahip olan yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin aşınmaya dayanıklı ticari malzemeler olarak ilk kullanımları, yüz yıllık bir geçmişe dayanmakta olup, dövülebilir dökme demirlerin hem üretiminin geliştirilmesi hem de alaşımlandırma parametrelerinin zenginleşmesi ile daha da yaygınlaşmıştır. Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde mekanik dayanım ve aşınma direnci sağlayan en önemli faktörün yapıda bulunan kromkarbürler olduğu bilinmektedir (4). Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde matris yapı, sert ötektik M 7 C 3 tipi karbürleri aşınma esnasında yerinde tutar. Bu matris aşındığında desteksiz kalan karbürler, gerilmeler altında kırılır. Kırılan karbürler bazı durumlarda yumuşak matrise gömülerek sert bir yüzey tabakası oluşturur. Bu durumun özellikle ferritik matriste etkili olduğu bilinmektedir. Perlitik matris düşük aşınma direncine sahip olduğu için, beyaz dökme demirlerde pek tercih edildiği söylenemez. Yapıdaki karbon oranının artmasıyla sertlik ve buna bağlı olarak aşınma direnci de artar (5-7). Aşınmada etkili olan gerilmeler yüksek olduğunda martenzitik yapı, östenitik yapıya göre, iki üç kat daha iyi aşınma performansı gösterir. Martenzitik yapı östenitleme işlemi ile sağlandığı için bu işlem esnasındaki reaksiyonlar martenzitin yapısı için önemlidir. Martenzit oluşumu, başlangıç ve bitiş sıcaklığını da düşüreceği için mikroyapıdaki kalıntı östenit miktarı, hacimsel 661

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 4, 23 genleşmelerin oluşmasına ve bunun sonucu oluşan gerilmeler nedeni ile mikro çatlaklara neden olabilir (8,9). Beyaz dökme demirlerin aşınma direncinin ve tokluğunun yüksek olabilmesi için mikroyapısında uygun karbür ve matrisin bulunması gereklidir. Matris için yapılabilecek en iyi seçim, ikincil karbürlerle sertleştirilmiş yüksek karbonlu sert martenzittir. Diğer bir alternatif ısıl işlemle sertleştirilebilen östenittir (1). Karbonun artması ile birlikte martenzitin aşınma direnci de artar. Isıl işlem sonucu martenzitik matrise dağılan ikincil karbürlerin aşınma direncine olumlu yönde etki ettiği bilinmektedir. Temperleme ile aşınma direnci düşmektedir. Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerde karbürler matris içerisinde dağılmış haldedir. Eğer matris yumuşaksa aşınır ve karbürler matristen kopar. Bu durumda karbürlerin aşınma dirençlerinin yalnızca bir kısmından yararlanılabilmiş olunur. Yüksek krom-molibdenli beyaz dökme demirler mikroyapısında bulunan krom karbürlerin etkisi ile sementit içeren dökme demirlerden daha serttir ve aşınmaya daha dirençlidir. Söz konusu beyaz dökme demirlerde mikroyapıda süreksiz ötektik karbürler ve ikincil karbürler olmak üzere iki çeşit karbürün olduğu bilinmektedir (3,11) Bu çalışma bir önceki çalışmanın (12) ikinci aşamasıdır. Malzeme ve deney şartları aynı kalmak şartıyla gritlik SiC aşındırıcı kullanılarak deney malzemelerin SiC aşındırıcı karşısındaki davranışlarına etkili olan kimyasal bileşim ve mikroyapının etkileri incelenmiştir. 2. MALZEME VE METOD 2.1. Malzeme Bu çalışmada kullanılan numuneler, Erkunt A.Ş. Ankara döküm fabrikasında bulunan, kumlama makinelerinin bilya püskürten türbin paletlerinden temin edilmiştir. Deneylerde elektro erozyon yöntemiyle kesilen 6 mm çapında, mm boyunda 5 farklı türbin paletinden elde edilen 15 adet numune kullanılmıştır. Kullanılan bu türbin paletlerinin spektral analiz sonuçları, Cr/C oranları ve hazırlanan numunelerin en az 4 ayrı bölgesinden alınan sertlik değerlerinin ortalamaları çizelge 1 de verilmektedir. Çizelge 1. Deney numunelerinin spektral analiz sonuçları Element Numune no % 1 2 3 4 5 C 2,711 2,941 3,339 3,3 3,3 Cr 8,824 16,656 18,338 18,487 15,84 Mo,4 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,,42,51 Ni 4,186,89,114,113,546 Mg,2,1,5,5,1 Cu,155,69,82,81,162 V,,36,35,35,6 Ti,26,13,9,9,13 Al,12,2,3,2 - Sn,8,3,3,3,6 Cr/C 3,25 5,66 5,49 5,46 4,57 Sertlik (HRc) 55 6 66 6 58 2.2 Deneysel Metot Aşınma deneyleri Şekil 1 de şematik olarak gösterilen pim-disk aşındırma deney cihazında, gritlik SiC (zımpara kağıdı) abrasiv aşındırıcı üzerinde 2 dev/dak. sabit hızda 1, 25 ve N luk sabit yük uygulanarak 6, 9, metrelik yollarda yapılmıştır. Numuneler bu yükler altında her 6, 9, metre aşındırma mesafesi sonunda durdurulup, 1/1 gram hassasiyetli dijital terazide tartılarak aşınma kayıpları ağırlık cinsinden ölçülmüş ve ortalama değerler alınmıştır. Ölçüm yapılan numuneler gritlik zımpara ile zımparalandıktan sonra bir sonraki deneye hazır hale getirilmiş ve her deney numunesi için ayrı deney zımparası kullanılmıştır. Metalografik numuneler 22- µm arasındaki zımparalar ile zımparalandıktan sonra 3 µm luk elmas pasta ile parlatılmış ve 2% nital ile dağlanan numunelerin mikroskop görüntüleri Prior marka mikroskop ile çekilmiş, sertlik ölçümleri ise Instron Wolpert marka Brinell sertlik ölçüm cihazı ile yapılmıştır. Deney numunelerine ait aşınma yüzeyi görüntüleri ise TPAO daki JEOL JSM-8 A model SEM da elde edilmiştir. 662

YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEME... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 4, 23 Şekil 1. Pim-disk aşındırma deney cihazının şematik gösterimi (13). 3. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA Deneylerde kullanılan malzemelere ait optik mikroskop, aşınma yüzeyi SEM görüntüsü ve aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi sırası ile Şekil 1-5 arasında verilmiştir. Deney numunelerini bu ilişkiler içerisinde yorumlayacak olursak; Şekil 2a da verilen 1 no lu numunenin mikroyapı fotoğrafı incelediğinde iri sementit tanelerinin bulunduğu ve bu sementit taneleri arasında da küçük kromkarbürlerin olduğu görülmektedir. Aynı numunenin SEM görüntüsünü incelediğimizde de aşınma izlerinde abrasiv türü bir aşınmanın olduğu ve malzemede aşınma izlerinin kesintisiz olarak oluştuğu, de verilen aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisini gösteren grafikte ise 1 N luk yük altındaki denemelerde 6, 9 ve m lik aşındırma mesafelerinde sırası ile 27.9, 37.4, ve 49.1 mg, yükte ise 55.6, 78.5, ve 91.5 mg aşınmanın meydana geldiği, yükün artması ile birlikte aşınmanın da arttığı dolayısıyla, N luk yük altında 79.2, 116.1 ve 131.2 mg lık aşınma kayıplarının olduğu gözlenmiştir. CrC Fe 3 C 16 3 6 9 1 N N Şekil 2. 1 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x2 (12), b-) Aşınan yüzeyinin SEM görüntüsü, x5 c-) aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği. 663

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 4, 23 Martenzit CrC Adhesiv (kopma) noktaları toplam ağırlık kaybı (mg) 16 3 6 9 Şekil 3. 2 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x2 (13), b-) Aşınan yüzeyinin SEM görüntüsü, x5 c-) aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği. 1 N N Şekil 3a da verilen 2 no lu numunenin mikroyapı fotoğrafını incelendiğimizde martenzitik yapı içerisinde uzun, ince ve diğer numunelere oranla krom karbürlerin (beyaz bölgeler) sütunsal halde görüldüğü, ayrıca de verilen yüzey aşınım SEM görüntüsü incelendiğinde abrasiv aşınmanın yanında adhesiv aşınmanın da olduğu görülmektedir. Yine aynı numunenin aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiğini incelediğimizde ise 1, 25, N luk yük altında metrelik yollarda sırasıyla 79.4, 133.8 ve 151.7 mg aşınarak numuneler içersinde en fazla aşınan numune olmuştur. 664

YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEME... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 4, 23 CrC 16 3 6 9 1 N N Şekil 4. 3 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x2 (13), b-) Aşınan yüzeyinin 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 benzediği, de verilen aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği incelediğinde ise m lik aşındırma mesafesinde,1 N luk yük altında 5.8 mg ve luk yükte 17.2 mg aşındığı gözlenmiştir. Yük artışı ile birlikte aşınma miktarı da hızla yükselişe geçerek N luk yük altında m lik aşındırma mesafesinde 149.2 mg lık aşınmanın meydana geldiği tespit edilmiştir. Sertliği en yüksek olmasına rağmen deney numuneleri içerisinde aşınma performansı yönünden Al 2 O 3 ortamında yapılan deneyde de olduğu gibi burada da dördüncü sırada yer almıştır. 665

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 4, 23 Martenzitik yapı CrC Parçacık kopması 16 3 6 9 Şekil 5. 4 No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x2 (13), b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5 c-) aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği 1 N N Şekil 5a da optik mikroskop fotoğrafı görülen 4 no lu numunenin mikroyapısını incelediğimizde martenzitik yapı içerisinde ince krom karbür parçalarının yanı sıra büyük (beyaz) krom karbür parçalarının yer aldığı açıkça görülmektedir. Malzemenin ana matris mikroyapısında bulunan büyük krom karbür parçalarının malzemenin aşınma dayanımına önemli oranda katkı sağladığı düşünülmektedir. Çünkü bu numune 5 No lu numuneden sonra en iyi aşınma direnci gösteren numune olmuştur. Ancak 4 No lu numunenin ana matris yapı içerisinde belirli bölgelerde yoğunlaşmış olan bu büyük krom karbürlerin malzemeye homojen olarak dağılmadığından dolayı, malzemenin yapısında daha homojen ve daha ince bir şekilde dağılmış olan krom karbürlerin SiC abrasiv aşındırıcı karşısında 5 No lu numunedekiler kadar etkili olamadığı düşünülmektedir. Aynı numunenin aşınan yüzeyinin SEM görüntüsünü incelediğimizde diğer numunelere nazaran daha ince aşınma izlerinin oluştuğu ve bu numunenin aşınan yüzeyinde diğer numunelerden farklı olarak yer yer parçacık şeklinde kopmaların olduğu görülmektedir. deki aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiğini incelediğimizde, numunede m lik aşındırma mesafesinde 1 N luk yük altında 44.1 mg, luk yük altında 89.7 mg ve N luk yük altında da 122.9 mg aşınma kaybının meydana geldiği belirlenmiştir. 666

YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEME... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 4, 23 CrC 16 3 6 9 Şekil 6. 5. No'lu numunenin a-) Optik mikroskop fotoğrafı x2 (13), b-) Aşınan yüzey SEM görüntüsü, x5 c-) aşınma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiği 1 N N Şekil 6a da 5 No lu numunenin optik mikroskop fotoğrafı incelendiğinde, 1 no lu numunenin mikroyapısına (Şekil 2a) benzediği ancak buradaki yapının biraz daha ince taneli olduğu görülmektedir. Deney sonuçları toplu halde irdelendiğinde bu numunedeki aşınmanın diğer numunelere göre en az olduğu belirlenmiştir. Aynı numunenin SEM görüntüsünde aşınma izleri arasındaki mesafenin hem daha büyük olduğu hem de çok derin olmadığı görülmektedir. 5 No lu numunenin aşındırma mesafesi-toplam ağırlık kaybı ilişkisi grafiğinden, m lik aşındırma mesafesinde, 1 N luk yükte 41.4 mg, luk yükte 82.2 mg aşındığı ve yine aynı şekilde N luk yük altında da 112.9 mg ağırlık kaybının olduğu belirlenmiştir. Yukarıda verilen 5 farklı deney numunesinin m lik aşındırma mesafesindeki 1, 25 ve N luk yükler altındaki aşınma kayıplarının toplu gösterimi Şekil 7 deki grafikte verilmektedir. 16 1 2 3 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 m lik aşındırma mesafesindeki aşınma kaybı grafiği. 667

Cemil ÇETİNKAYA/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 4, 23 Şekil 7 de verilen grafiği incelediğimizde 5 no lu numune en az, 2 no lu numunenin ise en fazla aşınan numune olduğu görülmektedir. Bunun sebebinin ise çizelge 1 de verilen Cr/C oranı ile yakından ilgili olduğu düşünülmektedir. Çizelgeye göre 5 no lu numunenin Cr/C oranı 4,57 iken, 2 no lu numunenin Cr/C oranı 5,66 olduğu ve bu durumda Cr/C oranı arttıkça malzemenin aşınma direncinin azaldığı görülmektedir. Ancak Cr/C oranının yanında malzemedeki %Cr ve %Mo miktarının önemi de göz ardı edilmemelidir. Örneğin 1 No lu numunenin Cr/C oranı 3,25 (Çizelge 1) ile en düşük olup iyi aşınma direnci beklenirken, çizelge 1 de görüldüğü gibi %Cr oranın (8,824), diğer numunelere nazaran çok düşük olmasından dolayı aşınma direncinin orta seviyelere indiği görülmüştür. Bunun yanı sıra en az aşınan 5 no lu numunenin %Mo oranı 2,522 iken, en fazla aşınan 2 no lu numunenin %Mo oranı 1,24 olması, Molibdenin de aşınma dayanımına olumlu katkı sağladığı düşünülmektedir. Beyaz dökme demir malzemelerin aşınma dirençlerine etkili olan diğer bir element de nikeldir. Yine çizelge 1 de 1 no lu numunenin kimyasal yapısında %Cr miktarı diğer numunelere göre çok az olurken, %Ni oranının (4,186) ise önemli derecede fazla olduğu görülmektedir. Beyaz dökme demir içerisinde nikelin abrasiv aşınma direncini arttırdığı bilinmektedir (2). Cr oranının düşüklüğüne göre 1 no lu numunenin en fazla aşınması beklenirken, malzemedeki nikel oranının aşınma direncini arttırarak orta seviyelere yükselttiği, ayrıca malzemelerin yapılarında bulunan krom karbür miktarları ve dağılımının aşınmada önemli rol oynadığı tahmin edilmektedir. 5 no lu numunenin mikroyapısında (Şekil 5a) yukarıda da bahsedildiği üzere krom karbür miktarının diğer numunelere nazaran daha fazla ve ince dağılımlı olması bu numunenin aşınma performansını yükseltmiştir. Aynı malzemelerin Al 2 O 3 aşındırıcı zımpara kullanılarak yapılan aşınma çalışmasından (12) elde edilen sonuçlar ile SiC aşındırıcı zımpara kullanılarak yapılan deney sonuçları karşılaştırıldığında aşınma kayıplarının SiC de yaklaşık ½ oranında azaldığı ancak aşınma performansı sıralamasında sadece 4 ile 5 no lu malzemenin yer değiştirdiği diğerlerinde ise bir değişme olmadığı görülmüştür. 4. SONUÇLAR Yüksek kromlu beyaz dökme demirden üretilmiş türbin paletlerindeki aşınma ve mikro yapı incelemelerinde aşağıdaki genel sonuçlar elde edilmiştir. 1. Cr/C oranının yüksek kromlu beyaz dökme demir malzemelerin aşınma dirençlerine önemli etki ettiği ve deney numunelerinin içinde en yüksek Cr/C e sahip olan 2 No lu numunenin en fazla aşındığı görülmüştür. 2. Cr, Mo ve Ni in malzemelerin hem abrasiv aşınma dirençlerine olumlu yönde katkı sağladığı hem de malzeme yapısındaki krom karbür oranı dağılımının aşınma direncine önemli oranda etki ettiği gözlenmiştir. 3. En fazla aşınan numunenin (2 No lu numune) sertlik değeri 6 HRc iken, en az aşınan numunenin (5 No lu numune) sertlik değeri 58 HRc dir. Deney sonuçlarına göre sertlik değerlerinin birbirine çok yakın çıkmasına rağmen aşınma oranlarının çok farklı çıkması, malzemede bulunan diğer elementler, bunların oranları ve krom karbürlerin dağılımı ile ilişkisi olduğu düşünülmektedir. 5. TEŞEKKÜR Deney malzemelerinin temininde ve deneye hazır hale getirilmesinde yardımlarını esirgemeyen Yaşar ŞAHİN e teşekkürlerimizi sunarız. 6. 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. 668

YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİR MALZEME... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 4, 23 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. Çetinkaya, C., Yüksek Kromlu Beyaz Dökme Demir Malzemelerin Al 2 O 3 İle Aşınma Davranışlarının İncelenmesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Politeknik Dergisi, cilt: 5, sayı:3, 23 (Basımı kabul edildi). 13. 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. 669