Döküm benzeşimi ile besleyici gömleklerin işlevinin optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı döküm benzeşim programı kullanarak endüstriyel uygulamalarda kullanılan ekzotermik özellikli besleyici gömleklerin işlevini optime etmektir. Bu amaç doğrultusunda karakterizasyon çalışmaları, deneme dökümleri ve benzeşim çalışmaları yapılmıştır. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında döküm öncesi besleyici gömlek numuneleri hazırlanarak bunların DT-TG analizi yapılmış ve besleyici gömleklerde meydana gelen reaksiyonlar incelenmiştir. Döküm öncesi ve döküm sonrası besleyici gömlek numunelerinin faz bileşenleri ve değişimi X ışınları kırınım analizi yapılarak belirlenmiştir. Deneme dökümleri için döküm benzeşim programı kullanarak döküm parçasının boyutları belirlenmiş ve kalıp tasarımı yapılmıştır. Deneme dökümlerinde döküm parçası ve besleyici gömleklerin derecelere olan uzaklıkları aynı alınmıştır. Düşük alaşımlı karbon çeliği, östenitik mangan çeliği, östenitik paslanmaz çelik olmak üzere üç farklı çelik alaşımı için deneme dökümleri yapılmıştır. Herbir alaşımın deneme dökümlerinde yüksek ve orta ekzotermik özellikli iki farklı besleyici gömlek kullanılmıştır. Dökümler sırasında B-tipi, S-tipi, K-tipi termal çiftler ile besleyici metalinden, besleyici gömleğin iç ve dış yüzeyinden sıcaklık ölçümleri alınarak soğuma eğrileri çıkarılmıştır. Döküm sonrası parçaların çekinti bölgelerini belirlemek amacıyla gama radyografi testi yapılmıştır. Benzeşim çalışmaları deneme döküm şartlarına uygun olarak tasarlanmıştır. Döküm benzeşim programının veri tabanında kayıtlı bulunan besleyici gömleklerin özellikleri değiştirilerek benzeşim çalışmaları yapılmıştır. Benzeşim çalışmalarından alınan sıcaklık ölçümleri ve çekinti bölgesi görüntüleri deneme dökümlerinin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deneme dökümünde kullanılan besleyici gömleklerin özellikleri ile benzeşim programının veri tabanında kayıtlı besleyici gömlek özelliklerinin uyumluluğu arttırılmıştır.

The aim of this study is optimize the function of exothermic feeder sleeve used in industrial applications through casting simulation. In order to achive this goal; characterization studies, trial casting and simulation studies have been performed. The samples of feeder sleeve before casting have been prepared for characterization studies. DT-TG analysis is carried out so as to determine the reactions occurring in feeder sleeves. Phase components of feeder sleeve before and after casting is determined by X-ray diffraction analysis. Cast part dimensions and mold design were determined by casting simulation before trial casting. Trial casting studies were conducted with three different steel alloys that consist of low-alloy carbon steel, austenitic manganese steel, austenitic stainless steel. Two different feeder sleeves are high and medium exothermic featured, were used in trial casting. The temperatures of the center of metal in feeder sleeve, the inner and outer surface of feeder sleeve were measured and cooling curves were obtained. B-type, S-type, K-type thermocouple was used for measurements. Gamma radiography test was conducted to determine shrinkage region of casting parts after the trial casting. Casting simulation and trial casting parameters were selected harmony for each other. Properties of feeder sleeve in casting simulation database were modified and simulation studies were conducted. The temperature measurements and shrinkage image were compared with simulation and trial casting. The compability of feeder sleeves properties between casting simulation and trial casting was improved.