Dökme demirler demir - karbon - silisyum
alaşımından ibaret malzemelerdir. Genel olarak malzeme bünyesinde %2-4 karbon
%0,4-3 silisyum, %0,4 - 0,8 manganez, %0,1 - 0,8 fosfor ve %0,05 - 0,10 kükürt
bulunmaktadır. Dökme Demirler, içerdiği karbonun şekline göre şu kısımlara
ayrılır.
1.LAMEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR
Lamel grafitli dökme demir,
bileşimindeki grafit yaprağımsı lameller şeklinde olan dökme demirdir.
2. KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR
Küresel
grafitli dökme demir, bileşimindeki grafit küresel şekilde olan dökme demirdir.
Bu dökme demire SFERO DÖKME DEMİR de denir. Karbonun yaprağımsı lamelden küre
şekline dönüşmesini sağlamak amacıyla erimiş dökme demire az miktarda magnezyum
(mg) veya seryum (ce) katılır. Özel olarak elde edilen bu dökme demire, grafit
yapısından dolayı küresel grafitli dökme demir denir. Küre şekilli grafitler
dökme demire yumuşaklık (süneklik) kazandırır. Kırılmış yüzeyi parlak
görünüşlüdür.
Küresel grafitli dökme demirin kimyasal bileşimi genel olarak aşağıdaki sınırlar içinde bulunur.
Küreselleştirici elementlerin ve kükürdün dışında bileşimdeki karbon (c), silisyum (si), mangan (mn) ve fosfor (p) un alaşımın özelliklerine etkileri gri dökme demirin özelliklerine olan etkileri gibidir. Bileşimdeki karbon (c) miktarı arttıkça alaşımın dayanımı azalır. Fosfor gri dökme demirde olduğu gibi küresel grafitli dökme demirde de alaşıma kırılganlık veren bir elementtir. Bu nedenle fosfor (p) alaşım içinde bulunabildiği minimum miktarda yani % 0,10 civarında tutulması zorunludur. Mangan (mn) karbürleştirici bir elementtir. Alaşımın sertliğini ve kırılganlığını arttırmamak için bileşimdeki mangan (mn) miktarı maximum % 0,50 civarında olmalıdır. Küreselleştirici elementlerin etkilerinin azalmaması için, küresel grafitli dökme demirin oluşumunda kullanılması en sınırlı olan element kükürt (s)tür. Bileşim içinde %0.02den fazla olmamalıdır.
2.1.b KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN MİKRO YAPISI
Yüksek sıcaklıklarda ostenit yapıya sahip olan küresel grafitli dökme demir, 735 °c ‘nin altındaki sıcaklıklarda değişik yapıya sahiptir. Ostenit içinde çözülebilen karbon (c) miktarı yaklaşık olarak %1dir. Karbon (c) ferrit içinde yok denecek kadar az çözülür. Bundan dolayı ostenitin ferrite dönüşümü sırasında %1 karbon ostenitten ayrışır. Ayrışan karbon karbür olarak oluşur ve mevcut küresel grafitler üzerinde katılaşır. Ostenit içinde çözülen karbonun tamamı, küresel grafite dönüşmeye zaman bulursa yapı ferritik ve bu yapı içinde gelişi güzel dağılmış küresel grafitlerden oluşur. Birçok hallerde ostenitten ayrılan karbon grafitlerin bulunduğu bölgelere kadar hareket edemez. Ve orada katılaşmaya zaman bulamaz. Bu durumda grafitler ince karbür tabakaları şeklinde oluşur. Bu karbürlü tabakalar ferrit yapının devamlılığını bozar. Ferrit ve karbür tabakaları devamlı olarak birbirine bitişik şekilde oluşur. Böyle yapıya perlit adı verilir. Bu tanıtımdan sonra küresel grafitli dökme demirin yapısında, yapı bileşenlerinden bir veya bir kaçını görmek mümkündür. Kimyasal bileşim ve kullanma alanı bu yapıların oluşumunda önemli rol oynar.
2.1.c FERRİTİK KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRFerritik yapılı dökme demir yapımı için 3 yol vardır.
Sıvı dökme demire, ağırlığına göre uygun miktarda magnezyum alaşımı katmak.
Perlitik küresel grafitli dökme demire ısıl işlem uygulamak.
Sıvı küresel grafitli dökme demirin katılaşmasını çok yavaş bir şekilde yapmak.
Ferritik küresel grafitli dökme demir çok yüksek % uzama özelliğine sahiptir.
2.1.d PERLİTİK KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRKesit kalınlıkları 50 mm. Ye kadar olan döküm parçalarında görülen bir yapıdır. Alaşım serttir ve mekanik özellikleri iyidir.
2.1.e OSTENİTİK KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRKorozyona dayanıklı ve yüksek mekanik özelliklere sahip bir alaşımdır. Yapı ostenit ve pek azda perlitten meydana gelmiştir.