Temper dökme demirin yapısı ve üretimi – DÖKÜMHANE
Ocak 3, 2015 ∞
Bir önceki yazıda, karbonun yapıda tamamen çözünmüş olarak kaldığı beyaz dökme demir üzerinde durmuştuk. Bu yazıda ele alacağımız temper dökme demir, aslında beyaz dökme demir yapısına sahip olacak şekilde döküm yapılarak elde ediliyor. Temper yapıyı elde etmek için, katılaşma sonrasında parçanın bir ısıl işleme tabi tutulması gerekiyor.
Daha önce üzerinde durduğumuz beyaz dökme demir, aslında oda sıcaklığında kararlı durumda bulunan bir yapı değil. Kararlı değil derken şunu kastediyoruz: dökme demir içinde o kadar çok miktarda karbon bulunuyor ki, dökülen bir parça yavaş yavaş soğuyarak katılaşmaya bırakıldığında, mutlaka karbonun grafit olarak ayrıştığını ve gri dökme demir yapısının ortaya çıktığını görüyoruz. Beyaz dökme demir yapısını elde edebilmek içinse, karbonun ayrışmasına fırsat vermeden parçanın hızlı bir şekilde soğutulması, ya da grafitin üzerinde çekirdeklenebileceği yüzeylerin sıvıdan uzak tutulması gerekiyor. Zaten çil adı da verilen bu karbür yapı, bu nedenle ince kesitlerde veya aşılamanın yetersiz olduğu durumlarda ortaya çıkıyor.
İlk olarak, düşük karbon eşdeğerine sahip bir alaşımı tamamen beyaz dökme demir yapısına sahip olacak şekilde katılaştırdığımızı varsayalım. Bu parçayı ilk olarak 900°C – 970°C bandında bir sıcaklığa ısıtıp bu sıcaklıkta bekletiyoruz. Bu işlem ile, oda sıcaklığında yapıda bulunan perlit fazının tekrar östenite dönüşmesi sağlanıyor. Yandaki faz diyagramına dikkat ederseniz, düz çizgilerle gösterilen demir-sementit sisteminde östenit, demir-grafit sistemine kıyasla biraz daha fazla karbon çözebilme becerisine sahip görünüyor. Bu küçük fark bile, karbonun bu sıcaklıkta ayrışmaya başlaması için gereken itici gücü ortaya çıkarmak için yeterli olabiliyor. Grafitleşmenin başladığı bu ilk adımda, yapıdaki masif sementitin çözünerek yapıdan elimine edildiğini görüyoruz. Bu ayrışmanın hızı, doğal olarak, ısıl işlem sıcaklığına karşı büyük hassasiyet gösteriyor. Sıcaklık ne kadar yüksekse, grafitin o kadar kolay bir şekilde yapıdan ayrıştığını görüyoruz. Fakat bu işlemin yüksek bir sıcaklıkta gerçekleştirilmesi, aynı zamanda parçada biçimsel çarpılmaların oluşma riskini de arttırıyor. Zaten bu nedenle, yukarıda da belirtildiği gibi, bu işlem sırasında 900°C – 970°C bandının üzerine çıkmayı pek tercih etmiyoruz. Bu işlem sırasında grafitin ayrışması zaman alan bir süreç olduğu için, işlemin 24 saat kadar, hatta büyük parçalar için 72 saate varan süreler boyunca sürdürülmesi gerekiyor. Grafitleşmenin bu ilk adımı tamamlandığında, östenit matris üzerinde temper karbon kürelerinin ortaya çıktığını görüyoruz. Tabii bu küreler küresel grafitli dökme demirde olduğu gibi tam bir küre şeklinde değil, daha bozuk bir yapı sergiliyerek oluşuyorlar.
Beyaz dökme demirin katılaşma sırası ve yapısı
Etiketler:Ergitme ve Alaşımlama, Isıl İşlem, Temper Dökme Demir