Demir Esaslı Döküm Malzemeleri

 

Döküm malzemeleri, üretilecek iş parçasına göre hazırlanmış bir kalıba eriyik durumunda dökülüp katılaştırıldıktan sonra, talaş kaldırma dışında biçim değiştirici herhangi bir işlem görmezler. Dolayısıyla plastik şekillendirme öncesi ingot dökümü veya sürekli döküm aşamasından geçen metal ve alaşımlar döküm malzemesi sayılmaz.

Döküm tekniği öncelikle karmaşık şekilli parçaların gerçekleştirilmesi bakımından diğer imal usullerine göre daha fazla serbestlik sağlar. Malzemelerin döküme elverişliliği ve aşağıda ana hatlarıyla belirtilen kurallar göz önünde tutularak, birkaç gramlık parçalardan ağır makina ayakları ve hadde tezgahı gövdelerine kadar çeşitli konstrüksiyon elemanları döküm yoluyla üretilebilir:
 

Eriyiğin bileşimi yanında soğuma hızı da demir esaslı döküm malzemelerinin içyapısını ve dolayısıyla özelliklerini büyük ölçüde belirler. Bu alaşımların sınıflandırılmasında, en önemli alaşım elementi olan karbonun derişikliği ile katı çözeltiye (ostenit, ferrit) giremeyen bölümün Fe3C (sementit) veya C (grafit) durumunda bulunması kriter olarak alınır. Fe-C sistemi termodinamik anlamda Fe-Fe₃C sisteminden daha düşük enerjili yani daha kararlıdır. Ancak enerji farklarının küçük olmasından ötürü, faz alanlarının sınırları yarı kararlı sistemde kararlı sisteme göre çok az ötelenir. 

Çelikler (C<%2) çok özel koşullar dışında daima yarı kararlı Fe-Fe₃C sisteminde katılaşır; döküm malzemesi olarak kullanıldıklarında dövülebilme özelliğini korumalarına rağmen dökme çelik diye anılırlar. Karbon oranı % 2'nin üzerinde olan demir esaslı alaşımlar ise ek bir işlem uygulanmadan dövülebilir nitelikte değillerdir. Sadece döküm yoluyla biçimlendirilir ve dökme demir genel adı altında toplanırlar. 

Eriyik hızlı soğutulursa dökme demirler için de yarı kararlı sistem geçerlidir; yani karbon demire bağlanarak sementit oluşturur. Parlak açık renkli olan kırık yüzeylerine göre beyaz dökme demir adı verilen bu tür malzemeler, yüksek miktarda sementit içerdiklerinden sert ve gevrektirler (sert döküm). Doğrudan doğruya bu durumda güç işlenir ve seyrek olarak kullanılırlar. 

Karbonca zengin eriyiklerin yavaş soğutulmasında içyapı kısmen veya tamamen kararlı sisteme göre gelişir. Sıvı fazdan başlayan ve sıcaklık düştükçe devam eden karbon ayrışması ana kütle içinde grafit oluşumuna yol açar (birincil grafitleşme). Dolayısıyla kırık yüzeylerinin koyu olan rengi kır (gri) nitelemesine uygun düştüğünden, bu malzemelere kır dökme demir denir. Kır dökme demirler içyapılarındaki grafitlerin geometrisi bakımından iki gruba ayrılır: 
 

Beyaz dökme demir parçalara sonradan uygulanacak bir tav işlemi ile sementit fazı ayrıştırılıp, karbonun ana kütle içinde grafit kümeleri meydana getirmesi sağlanabilir (ikincil grafitleşme). Böylece gevrekliği giderilmiş ve yumuşayarak işlenmesi kolaylaşmış olan malzeme temper dökme demir veya kısaca temper döküm adını alır. Tavlamanın oksitleyici (karbon azaltıcı) ya da nötr ortamda yapılmasına bağlı olarak, ürünün kırık yüzeyi açık veya koyu renkli olur (beyaz veya siyah temper döküm). Özel dökme demirlerin korozyona ve ısıya dayanıklılık gibi seçkin özellikleri yüksek oranda silisyum, krom, nikel ve alüminyum alaşım elementleri katılarak elde edilir.

Önerilen Makale: Paslanmaz çelik firmaları ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için paslanmaz çelik firmaları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.