Küreselleştirici seçimi ve çekinti ilişkisi

Daha önce yayımladığımız birçok yazıda, küresel grafitli dökme demirde çekinti oluşumunu etkileyen faktörler üzerinde durmuştuk. Kompozisyon, model tasarımı, aşılama ve döküm sıcaklığı gibi birçok parametreye ek olarak, küreselleştirme işleminde kullanılan alaşımlar da çekinti oluşumunu etkileyebiliyor.

Türkiye’deki dökümhanelere baktığımızda, birkaç istisna hariç büyük ölçüde küreselleştirme işleminin FeSiMg kullanılarak yapıldığını görüyoruz. Çeşitli tedarikçilerden elde edilebilen FeSiMg içinde, mutlaka bir miktar Seryum (Ce) gibi nadir toprak elementlerinin bulunduğunu biliyoruz. Küre sayısını optimize etme konusunda büyük faydası olan bu elementler, aynı zamanda dökme demirde bulunan kurşun (Pb), antimon (Sb) titan (Ti) ve bizmut (Bi) gibi istenmeyen elementlerle kararlı intermetalik bileşikler oluşturarak, bu zararlı elementlerin etkisini ortadan kaldırma görevi görüyor.

Mischmetal parçaları (Kaynak: Wikimedia Commons)

FeSiMg içine eklenen nadir toprak elementlerine baktığımızda, genellikle mischmetal adı verilen bir nadir toprak elementi karışımı kullanıldığını görüyoruz. Mischmetal her ne kadar çekintiye karşı bir miktar koruma sağlasa da, lantan (La) miktarı optimize edilerek hazırlanmış FeSiMg alaşımları kullanıldığında, küresel grafitli dökme demirde sıklıkla karşılaşılan çekinti problemine karşı daha etkin bir koruma sağlanabiliyor.

Mischmetal yerine saf lantan (La) içeren bu alaşımlar, küre sayısını arttırdığı gibi, aynı zamanda kürelerin boyut dağılımını da optimize eden bir etki ortaya çıkartıyor: Katılaşmanın ilk evrelerinde ortaya çıkan büyük kürelerin sayısı azalırken, katışmanın ilerleyen evrelerinde ortaya çıkan orta ve küçük boyutlu kürelerin sayısında bir artış gerçekleşiyor. Küresel grafitli dökme demirde ortaya çıkan çekinti problemini gidermek için bu küçük kürelere ihtiyaç duyulduğu için, sonuç olarak çekinti oluşma eğiliminde bir azalma meydana geldiğini görüyoruz.

Kürelerin boyutu ve çekinti ilişkisi

Bu etkinin kökeninde yatan etkiyi önceki yazıları okumayan okuyucularımız için tekrar bir hatırlatmak gerekebilir: Küresel grafitli dökme demirde çekinti problemini gidermek için, katılaşma sırasında oluşan grafit kürelerinin çevrelerindeki sıvıyı çekintinin oluştuğu bölgelere doğru itekleyebilmesi gerekiyor. Eğer grafit küreleri katılaşmanın ilk evrelerinde, besleyici ve parça arasındaki yolluk boğazı donmadan ortaya çıkarlarsa, besleyici ile parça arasındaki kanal açık olduğu için, sıvıyı ister istemez tekrar besleyiciye doğru itiyorlar. Erken çekirdeklenip büyüyen bu grafit parçacıkları, metalografi incelemesinde oldukça büyümüş olarak kendilerini gösteriyorlar.

Çekintinin giderilmesine rol oynayan grafit küreleri ise, besleyici ve parça arasındaki yolluk boğazı donduktan sonra ortaya çıkan küreler. Bu boğaz donduktan sonra sıvının kalıptan besleyiciye doğru gidebilmesi mümkün olmadığı için, küreler büyürlerken ister istemez çevrelerindeki sıvıyı kalıp içinde çekintinin oluşmaya başladığı bölgelere doğru iterek, bir besleme etkisi ortaya çıkartıyorlar. Katılaşmanın nispeten daha geç evrelerinde ortaya çıkan bu küreler, metalografik incelemede daha küçük görünüyorlar. Bu işleyiş hakkında ayrıntılı bilgi için bu yazıya göz atabilirsiniz.

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.)