Lamel grafitli dökme demirde grafit tipleri

Enerji tasarrufu nedeniyle parça ağırlığının azaltılması yönünde bir eğilimin olduğu günümüzde, dökülen parçanın tüm kesitlerinde mekanik özelliklerin istenilen değerleri sağlayabilmesi gerekiyor. Bu nedenle müşteriler, ağırlığı azaltacak şekilde tasarlanmış bir parçadaki grafit tipinin mümkün olduğunca homojen olması konusunda oldukça ısrarcı olabiliyorlar. Dökülen parçanın kritik bir bölgesinde istenmeyen bir grafit tipinin ortaya çıkması, parçanın mekanik özelliklerinde ciddi bir gerilemeye yol açabiliyor. Bu nedenle müşterilerin siparişlerinde sadece EN-GJL-250 şeklinde dökülecek dökme demirin türünü değil, ayrıca istenen grafit tipini de net bir şekilde belirttiklerini görebiliyoruz.

DIN EN ISO 945-1 standardına göre, lamel grafitli dökme demirde karşımıza çıkan grafit tipleri A, B, C, D ve E olmak üzere beş ana gruba ayrılıyor:

A tipi grafit: A tipi grafit, yapıda homojen olarak dağılmış ve rastgele yönelime sahip yapraklar halinde ortaya çıkıyor. Soğuma hızının çok yüksek olmadığı ve doğru bir şekilde aşılanmış dökme demirlerde grafitin A tipine sahip şekilde oluştuğunu görüyoruz. Bu nedenle, bu grafit türünün ortaya çıktığı dökme demirlerde aşırı soğumanın da oldukça düşük seviyelerde olduğunu gözlemliyoruz. A-tipi grafitin, sağladığı yüksek mekanik özellikler nedeniyle, çoğu durumda dökme demirin yapısında istenen grafit tipi olduğunu söyleyebiliriz.

B tipi grafit: Çiçeksi grafit (İngilizce: rosette graphite) adı da verilen bu grafit tipi, ötektik kompozisyona sahip dökme demirlerde, A tipi grafite kıyasla biraz daha fazla aşırı soğuma gerçekleştiği durumlarda ortaya çıkıyor. Nispeten hızlı soğuma koşullarında ortaya çıkan bu grafit tipini, genellikle ince kesitlerde ya da kalın kesitli parçaların yüzeyine yakın bölgelerde görüyoruz. Zaman zaman, aşılamanın verimsiz olduğu durumlarda da B tipi grafit oluşabiliyor.

C tipi grafit: Kiş grafit (İngilizce: kish graphite) adı da verilen C tipi, sadece karbon eşdeğerinin çok yüksek olduğu, ötektik üstü (hiperötektik) dökme demirlerde ortaya çıkıyor. Birincil katılaşma sırasında çökelen bu grafit tipi oluşurken, yine oldukça düşük miktarlarda aşırı soğuma gerçekleştiğini görüyoruz. Büyük ve kalın tabaka yapısına sahip bu grafit türü dökme demirin mekanik özelliklerini olumsuz şekilde etkilediği gibi, işleme sonrasında pürüzlü bir yüzey oluşmasına da neden olabiliyor. Grafit miktarının fazla olması nedeniyle dökme demire yüksek ısı iletkenliği sağlayan bu grafit tipi, bu özelliği nedeniyle yüksek ısı iletimi istenen uygulamalarda tercih ediliyor.

D tipi ve E tipi grafit: Her iki grafit yapısı da, karbür (sementit) oluşturacak derecede olmasa da, aşırı soğumanın nispeten fazla olduğu durumlarda ortaya çıkıyor. Dendritler arası bölgede kümelenmiş şekilde gözlemlediğimiz bu grafit yaprakları, D tipinde rastgele yönelime sahip olarak, E tipinde ise belli bir doğrultuda yönelmiş olarak bulunuyorlar. Dökme demir yapısında fazla alüminyum ya da titanyum bulunmasının bu grafit tiplerinin oluşumuna yardımcı olduğunu biliyoruz. Bu kadar ince ve dallanmış grafit yaprakları oluştuğu zaman karbonun difüzyon mesafeleri kısıtlandığı için, bu grafit tipleri ortaya çıktığında matrisin genellikle sadece ferrit yapısı sergilediğini görüyoruz.

Bu grafit tiplerini her ne kadar ayrı ayrı tanımlamış olsak da, dökülen parçanın tüm kesitlerinde A tipi grafitin elde edilmesinin oldukça zor olduğunu ve özellikle ince kesitli parçalarda D ve E tipi grafitin A tipiyle birlikte bulunabileceğini hatırlatalım.

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.)