Küresel grafitli dökme demirlerin ısıl işlem şartlarının mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Yapılan çalışmada, küresel grafitli dökme demirlere uygulanan ısıl işlem sırasında, parçaların östenitleme sıcaklığına ısıtılmasından sonra farklı soğutma ortamlarında (fırında, havada, fanda, yağda ve suda) soğutulmuştur. İşlem sonrasında parçadaki mikroyapı değişimleri ve bu değişimlerin malzeme özelliklerine olan etkisi araştırılmıştır. Deney malzemesine ait farklı soğuma şartlarının soğumaya etkisinin incelenmesi ve bu şartlardaki soğutma hızının belirlenmesi aşamasında, ısıl işlem öncesi JMatPro simülasyon yazılımı kullanılmıştır. Bu yazılım ile malzemeye ait 1°C/s, 3°C/s ve 5°C/s soğutma hızlarındaki soğuma eğrileri, TTT ile CTT diyagramları ve diğer özelliklerine ait grafikler elde edilmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında, ısıl işlem fırını ile 940°C sıcaklıkta 38 dk östenitlenen GGG 40 kalite küresel grafitli dökme demir parçalar, 10,44°C/sn (suda soğutma), 4,48°C/sn (yağda soğutma), 1,04°C/sn (fanda soğutma), 0,31°C/sn (havada soğutma) ve 0,17°C/sn (fırında soğutma) soğuma hızlarında soğutulmuştur. Isıl işlemden sonra, farklı soğutma oranlarından dolayı faz dağılımı ve tane büyüklüğündeki değişiklikleri belirlemek için metalografik araştırmalar yapılmıştır. Ayrıca, farklı soğutma oranlarının malzeme sertliğine etkisinin incelenmesi amacı ile mikro-sertlik testi uygulanmıştır. Elde edilen sertlik değerleri ile mukavemet dönüşümü yapılmıştır. Yapılan çekme mukavemeti değerleri elde edilmiştir.

In this study, during the heat treatment applied to spheroidal graphite cast iron, the parts were cooled in different cooling environments (heat treatment furnace, air, cooling fan, oil and water) after heating to austenitizing temperature. After the process, microstructure changes in the part and the effect of these changes on the material properties were investigated. Before the heat treatment, JMatPro simulation software was used to investigate the effect of different cooling conditions of the test material on cooling and to determine the cooling rate under these conditions. With this software, cooling curves of the material at cooling rates of 1 °C/s, 3 °C/s and 5 °C/s, graphs of TTT and CTT diagrams and diagrams of other properties were obtained. Within the scope of experimental studies, GGG40 quality spheroidal graphite cast iron parts which were austenitized for 38 minutes at 940°C temperature with heat treatment furnace were cooled at cooling rates of 10,44°C/sn (cooling in water), 4,48°C/sn (cooling in oil), 1,04°C/sn (cooling in fan), 0,31°C/sn (cooling in air) and 0,17°C/sn (cooling in heat treatment furnace) respectively. After the heat treatment, metallographic investigations were performed to determine the changes in phase distribution and grain size due to different cooling rates. In addition, micro-hardness test was applied to investigate the effect of different cooling rates on the material hardness. Strength transformation was performed with the obtained hardness values. Tensile strength values were obtained.