Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirlerde alaşım elementleri (Cu, Ni) ve östemperleme süresinin mikroyapı ve çekme özellikleri üzerine etkileri

Effects of alloying elements (Cu and Ni) and austempering time on microstructure and mechanical properties in austempered spheroidal graphite cast irons

Özet

Bu çalışmada Küresel Grafitli Dökme Demirlerde (KGDD) alaşım elementleri (Cu ve Ni) ilavesi ve östemperleme süresinin mikroyapı ve çekme özelliklerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla temel alaşım elementlerinden % 3.5-3.7 C, % 2.6-2.8 Si ilavesiyle ferritik matrise sahip (alaşımsız) numune üretilmiştir. Cu ve Ni elementleri miktarlarının mikroyapı ve çekme özelliklerine etkilerinin incelenmesi amacıyla 5 farklı numune yukarıda belirtilen temel alaşım elementlerinin ilavesi ve Ni miktarı sabit tutulup belirli oranlarda Cu miktarı (% 0.6, 0.65 ve 0.7) değiştirilerek ve Cu miktarı sabit tutulup belirli oranlarda Ni miktarı (% 0.5, 0.7 ve 1) değiştirilerek elde edilmiştir. Numuneler daha sonra östenitleme sıcaklığı olan 900°C'de 90 dakika bekletildikten sonra 370°C'de değişik sürelerde (60, 90, 120, 150, 180 ve 200 dakika) östemperlenmiş ve çekme deneyine tabi tutulmuştur. Östemperlenmiş numunelerin çekme dayammlarının östemperleme süresi ile alaşım elementlerinin tür ve miktarlarına bağlı olarak farklılık gösterdiği görülmüştür. Östemperlenmiş numunelerin akma, çekme ve sünekliğindeki artış dökülmüş şartlardaki (östemperlenmemiş) numunelerden daha fazla olduğu görülmüştür. Bununla beraber bu artış alaşımlı numunelerde alaşımsız numuneye göre daha fazla gerçekleşmiştir. Genel olarak bütün numunelerde uzun östemperleme sürelerinde karbür oluşumu sonucu akma ve çekme dayanımı artarken % uzama azalmıştır.

Abstract

In this study effect of alloying elements addition (Cu,Ni) to Spheroidal Graphite Cast Iron and austempering time on microstructure and tensile properties have been investigated. For this purpose specimens with ferritic matrix (unalloyed) was produced by the addition of basic alloying elements of 3.5-3.7 % C, 2.6-2.8 % Si. To examine the effect of alloying elements of Ni and Cu content on microstructure and tensile properties, 5 specimens having different composition were produced by addition of basic elements mentioned above and keeping Ni content constant and varying Cu content specified levels (0.6, 0.65 and 0.7 % Cu) and by keeping Cu content constant and varying Ni content at specified levels (0.5, 0.7 and 1 % Ni). These specimens then were austenized at 900 °C for 90 minute and then austempered at 370 °C for different times (60,90,120,150,180 and 200 minutes) and subjected to tensile testing. It was observed that variations in tensile properties of austempered specimens were depended on austempering time and alloying element type and their amount. Increment in yield and tensile strength and ductility of austempered specimens were much higher than as cast specimens (unaustempered). However this increment in alloyed specimens were much higher than increment in unalloyed specimens. Generally for long austempering time yield and tensile strength of all specimens increased, ductility decreased.