Küresel grafitli dökme demir üretiminde geç aşılama

Dökümhane Akademi’de daha önce dökme demirin aşılanması üzerine yayımladığımız bu yazıda, üretim sürecinde uyguladığımız farklı aşılama yöntemlerinin kısa birer tarifini sunmuştuk: Potada aşılama, kalıp içi aşılama ya da tel aşılama gibi. Bu yazıda özellikle geç aşılama adımı üzerinde durup, geç aşılamanın hangi durumlarda gerekli olduğu sorusunu ele alacağız. İlk olarak, diğer aşılama adımlarını kısaca bir hatırlayarak başlayalım.

Ön aşılama

Ön aşılama (ya da ocak aşısı) adını verdiğimiz adımı neden uyguladığımızı önceki yazılardan biliyoruz: Ocakta bekleyen sıvı alaşım yüksek sıcaklıklara çıktığında ya da uzun süre bekletildiğinde çekirdeklenme potansiyelini kaybettiği için, bu tür durumlarda bu takviyeyi yaparak sıvıyı canlı tutabiliyoruz. Fakat ön aşılamayı ezberden yaparak ocağın ihtiyacı olmayan durumlarda da bu bu takviyeyi eklemeye kalkarsak, bu sefer çekirdeklenme potansiyelini gereğinden fazla arttırıp çekinti oluşumuna yol açabiliyoruz. O yüzden bu noktada dikkatli olmamız lazım. Ocağın çekirdeklenme potansiyelindeki değişimleri takip etmek ve ön aşılamaya ihtiyacı olup olmadığını anlamak için soğuma eğrisi analizinden faydalanabildiğimizi hatırlatalım.

Potada aşılama

Geç aşılamaya geçmeden önce, bir de potada aşılamadan bahsedelim. Bu adımın ne kadar önemli olduğunu vurgulamamıza gerek yok. Çünkü biz her ne kadar metali canlı tutmayı başarmış ve gerekli durumlarda ön aşılama yapmış olsak da, Mg işlemi sırasında meydana gelen şiddetli tepkime neticesinde sıvıda çekirdeklemeyi kolaylaştıracak birçok potansiyel parçacık cüruf içinde kalabiliyor. O nedenle bu adımda sıvıdaki çekirdeklenme potansiyelini tekrar yükseltecek kuvvetli bir aşı kullanmamız gerekiyor. Genellikle %0,1 – %0,3 oranında yapılan pota aşısı, küresel grafitli dökme demir üretiminde önemli bir yer teşkil ediyor.

Geç aşılama

Geç aşılamayı iki şekilde yapabiliyoruz: Aşıyı ya döküm sırasında kalıp içine akan metale veriyoruz, ya da kalıp içine blok halinde yerleştiriyoruz. Geç aşılamada kullanılan aşılar biraz daha pahalı. Çünkü akışa verdiğimiz aşı her ne kadar nispeten düşük oranda olsa da (∼%0,1 – %0,15) ince tane boyuna sahip olduğu için fiyatı artıyor. Kalıp içi aşıların da nispeten daha pahalı olduklarını biliyoruz. Fakat eğer bu aşılama adımını doğru bir şekilde kullanabilirsek, fire sayısını ya da firesiz üretim için kullanmak zorunda kaldığımız besleyici sayısını azaltarak, maliyetleri aslında daha da düşürmemiz mümkün olabiliyor. O zaman bu önemli adım hangi durumlarda gerekli olabilir, bir bakalım.

Biraz basit bir tarif olacak belki ama, bize bir perspektif sunması açısından pota aşısını aşılamanın bel kemiği, geç aşılamayı ise son bir ince ayar olarak ele alabiliriz. Bu demek değil ki sadece geç aşılamayla üretim yapılamaz: Elbette yapılabilir. Fakat aşılama sürecini böyle iki adımda ele almak, hem sıvının yapısındaki, hem de üretim sürecindeki dalgalanmalardan gelebilecek potansiyel zararları minimize etmek için daha efektif ve güvenilir bir çözüm yolu sunuyor.

Buraya kadar iyi güzel ama bir de hangi aşıları kullanacağız sorusunu sormamız lazım. Bu duruma göre değişiklik gösterdiği için bu konuda en doğru bilgiyi size birlikte çalıştığınız tedarikçi verecektir. Fakat sadece bir fikir vermesi açısından bir örnek verebiliriz: Mesela, baryum içeren aşıların geç aşı olarak etkinliğinin zayıf olduğunu biliyoruz. Baryum, özellikle oksijen ve kükürtü tutma becerisi sayesinde, tretman sonrasında magnezyumun etkisinin daha uzun sürmesini sağladığı için tercih ediliyor. Bu basit düşünceden anlaşılabileceği üzere baryumlu aşıları özellikle tretmandan hemen sonra, pota aşısı olarak kullandığımız zaman fayda görüyoruz. Etkinliği çok çabuk geçen fakat aşılama potansiyeli çok daha yüksek olan, örneğin stronsyum gibi elementlerin akışa az miktarda verilmesi ise, geç aşılama için çok daha etkili sonuçlara yol açıyor.

Geç aşılamanın özellikle küre sayısının düşük olduğu (100-200 küre/mm²) ve küre sayısını arttırmakta zorluk çeken dökümhaneler için etkili bir çözüm olacağını vurgulayalım. Küre sayısının düşük olması ve mikroyapıda sadece büyük kürelerin görünüyor olması sadece çekinti problemi değil, aynı zamanda karbür oluşumu gibi sorunlara da yol açabiliyor. Etkili bir geç aşılama uygulamasıyla küre sayısını arttırabilir, sıvıda bulunan karbür yapıcı elemenlerin belli konumlarda birikmesini engelleyebilir ve mikroçekinti yanında ters çil adını verdiğimiz problemi de – eğer yaşıyorsanız – giderebilirsiniz.

Kaynaklar ve ek bilgiler

İçerik hazırlığında kullanılan tüm kaynakların listesi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.

Yazan: Dr. Arda Çetin. (Dökümhane Akademi ekibi hakkında ayrıntılı bilgi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.)