YÜKSEK KROM ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLERİN FARKLI SICAKLIKTAKİ ABRASİV AŞINMA ALAŞIM KATKI ORANININ VE ISIL İŞLEM ŞARTLARININ ETKİLERİ

Abstract

Doktora Tezi Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Anabilim Dalı 1997-123 Bu çalışmada yüksek krom alaşımlı dökme demir malzemelerin oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıklardaki aşınma davranışları incelenmiştir. Aşınma testlerinde alüminyum oksit ve silisyum karbür taneli abrasiv aşındırma kağıtları ve aşındırma tozlan kullanılmıştır. %12- 14 krom ve % 1 7- 1 9 Cr alaşımlı Kırşehir Çelik Döküm Fabrikası'nda halen üretilmekte olan orjinal malzemelere değişik alaşım elementleri ve değişik ısıl işlemler uygulanarak dökme demir numuneler elde edilmiştir. İki adet orjinal %12-14 ve %17-19 Cr alaşımlı malzemeler mukayese malzemeleri olarak kullanılmışlardır. Deneyler pim disk (pin-on disk) test cihazında ve kauçuk tekerli abrasiv aşınma test cihazı (RWAT:Rubber Wheel Abrasiv Tester) kullanılarak iki ayrı test cihazıyla yapılmışlardır. Aşınma deneylerinin bir kısmı da pim disk test cihazında malzemelerin yüksek sıcaklıklardaki aşınma davranışlarını anlamak amacıyla oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Pim disk aşınma deneylerinde üç farklı yük (32, 53, 83 N) kullanılmıştır. Bu deneylerde kullanılan numune boyutları 6 mm çap ve 40 mm boyutlarındadır. Abrasiv aşındırıcı olarak 80 numaralı silisyum karbür ve alüminyum oksit kağıtlar kullanılmıştır. Her bir deney numunesi için en az üç ayrı deney yapılmıştır. Deneyden sonra numuneler aseton ile temizlenerek 10"4 hassasiyetli terazi ile ağırlık kayıptan tespit edilmiştir.II Pim disk aşınma cihazında, aşınma için kayma yolu 5.95 m'dir. Pim diskle yapılan yüksek sıcaklık testlerinde 32 N'luk yük kullanılmış olup, numunelerin 100, 200, 300, 400 °C sıcaklıklardaki aşınma davranışları incelenmiştir. Üniversitemiz Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu, Makine Bölümü'nde imal edilen kauçuk tekerli abrasiv aşındırma test cihazı (RWAT) motor devri 1240 dev/dak olup, sabit devir sayısına sahiptir. Bu cihazda deneyler 56 N'luk bir yükle ve 1270 devir sürecinde gerçekleştirilmiştir. Deneylerde 60 numara silisyum karbür ve alüminyum oksit toz aşındırıcılar kullanılmıştır. Numune boyutları yaklaşık 40x80x10 mm'dir. Numunelerin mikroskobik incelemeleri optik ve taramalı elektron mikroskoplarında yapılmıştır. Fazların ve karbürlerin belirlenmesi için değişik dağlayıcılar kullanılmış ve yüzey fotoğrafları çekilmiştir. Ayrıca x-ışınlan noktasal analizi ile fazlar ve x-ışmlan difraktometre analizi ile de karbürler belirlenmiştir. Sonuç olarak, numunelere ilave edilen bazı alaşım elementleri ve yapılan ısıl işlemler ile numunelere aşınma direnci kazandırılmaya çalışılmıştır. Bu aşamada numunelerin ekonomiklik boyutu önemli bir etken olarak göz önüne alınmıştır. Deneylerimizde sertliği yüksek olan numunelerin aşınma direncinin de yüksek olduğu belirlenmiştir. Yağda ve suda sertleştirilmiş %13 krom içerikli ve bor ilaveli numuneler ile, %17 krom alaşımlı ve 0.79 bakır ilaveli numunelerin referans ve diğer numunelere göre aşınma dirençlerinin yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır.m SUMMARY PhD. Thesis THE EFFECTS OF CHROMIUM CONTENT AND HEAT TREATMENTS ON ABRASIVE WEAR BEHAVIOUR OF CAST IRON UNDER DIFFERENT TEMPERATURE SLIDING CONDITIONS. Mahmut IZCDLER Fırat University Institute of Science and Technology Mechanical Education Department 1997-123 In this study, abrasive wear behaviour of selected high chromium cast irons were examined at the room temperature and at high temperatures. The abrasives used for this investigation were 80 grit abrasive papers of silicon carbide and AI2O3 for pin - on drum tests and SiC, AI2O3 abrasive sand for rubber wheel abrasive tests (RWAT). Laboratory tests were carried out using a pin - on drum tester to simulate high stress two body abrasion and rubber wheel abrasive tester for low stress three body abrasion. During the wear test on the drum tester, pin specimens 6 mm in diameter and approximately 40 mm in length were fixed in a chuck holder and travelled on a drum covered by abrasive paper by sliding. The wear length was 5.95 m after running in. ThreeIV different loads (32, 53, 83N) were applied for pin-on drum abrasion tests at the room temperature. In addition that, the wear bahaviour of specimens were examined at high tempertures (100, 200, 300, 400°C) under a load of 32 N. Low stress abrasion tests were performed on a rubber wheel abrasive tester with specimens having the surface dimensions of approximately 40x80 mm. The rotating speed of the wheel was 1240 rev/min. Mass loss was measured from the specimens over a test duration of 1270 revolutions of rubber -wheel rotation, under an applied load of 56 N. The microstructures of specimens were examined using both optical and scanning electron microscope. Carbides and matrix were identified by etching specimens and using energy dispersive analysis x-Ray on the scanning electron microscope and x-Ray difractometer analysis. It was found that the wear resistance of cast iron specimens depends on the percentage of alloying elements and heat treatments. The wear resistance of the specimens mainly determined the hardness of specimens. From the results, it was concluded that; oil and water cooled 13 % chromium and 0.04 % boron alloyed cast iron specimens and 17 % chromium and copper alloyed cast iron specimen both showed better wear resistance than the referance specimens and the other specimens.