Çelik döküm doğrudan işlenen çeliklerdir ki erimiş halde nihai hallerine dökülürler. Neredeyse tüm alaşımlar gerekli özelliklere sahip olduğundan çelik döküm için kullanılabilir.
Çelik Nedir?
Dökme demir ve dökme çelik arasındaki fark karbon içeriğidir.
Dökme demirin karbon içeriği genellikle% 2,06’nın üzerindedir. Bu, karbon içeriği her zaman bu değerin altında olan döküm çeliğinden ayrılmaktadır.
Gri dökme demir, dökme demir olarak da kabul edilebilir. Gri dökme demirdeki karbon (= gri dökme demir) grafit olarak bulunur. Beyaz dökme demirde ise karbon sementit (Fe3C) olarak bulunur. Gri ve beyaz dökme demir, yüksek karbon içeriğinden dolayı dökme demir olarak kabul edilebilir.
Dökme çeliğin sınıflandırılması
Diğer çelik türleri gibi, dökme çelik de yüksek ve düşük alaşımlı çelik dökümlere ayrılabilir. Aşağıdakiler genellikle alaşım bileşenleri olarak bulunur:
- Krom
- Nikel
- Molibden
- Vanadyum
- Tungsten- Volfram
Ek olarak, diğer elementler zaman zaman alaşım bileşenleri olarak ortaya çıkar. Alaşımın kantitatif bileşimi, bireysel çelik döküm tipleri için önemli ölçüde değişebilir.
Dökme çeliğin tipik özellikleri
Muhtemel sayısız alaşımdan dolayı, özellikler de çok farklıdır. Sadece alaşımsız çelik döküm kalitelerinde bazı ortak özellikler belirlenebilir.
Alaşımsız kalitelerin mangan ve silikon içeriği her zaman çok düşüktür (manganez kütle olarak% 1’den fazla değil, silikon% 0.60’dan fazla değil). İşlenmemiş dökme çeliğin karbon içeriği maksimum% 0,5’tir. Boyutu, büyük ölçüde güç özelliklerini belirler.
Dökme çelik mekanik olarak dökme demirden üstündür, yük altında deforme olabilir ve – dökme demirden farklı olarak – kaynak yapılabilir. (Bu yüksek karbon içeriği nedeniyle dökme demir ile mümkün değildir). Dökme çelik de ücretlidir.
Dökme çeliğin işlenmesi
Dökme çeliğin işlenmesi dökme demirden çok daha zordur. Yüksek demir erime noktası (1,538 ° C) çok yüksek döküm sıcaklıkları gerektirir. Bu, yalnızca yaklaşık 1.600 ° C’lik gerekli döküm sıcaklıklarına dayanması gereken yüksek kaliteli fırınlar, kalıplar ve eritme potaları ile mümkündür.
Eriyik, dökme demir eriyiğinden çok daha viskozdur ve bu nedenle kalıpları çok zayıf ve sadece küçük alanlarda eksik doldurur. Bu, kalıpların daha sonra tekrar işlenmesi gerektiği anlamına gelir. Çeliğin bir malzeme olarak (dökme demirin aksine) avantajları her zaman bu dezavantajlardan ağır basmaktadır.
Çelik Nasıl Üretilir?
Çelik esas olarak Yüksek Fırın veya Elektrikli Ark Ocağı kullanılarak üretilir.
Yüksek fırın, demir oksitlerden çelik üretilmesinde ilk adımdır.İlk yüksek fırınlar 14. yüzyılda kullanılmaya başlanmış ve neredeyse günde bir ton üretim yapılmıştır. Ekipman iyileştirilirse ve daha yüksek üretim oranları sağlansa dahi yüksek fırın içindeki işlemler aynı kalır. Yüksek fırın, pik demir üretmek için kok, demir cevheri ve kireçtaşı kullanır.
İlk elektrik ark ocağı ise (EAF) 19. yüzyılın sonlarında ortaya çıkmıştır. Oldukça yaygın kullanımı mevcuttur. Elektrikli ark ocağı (EAF), hurda çeliği eritmek ve / veya doğrudan indirgenmiş demiri eritmek için bir elektrik akımı kullanarak çelik ürettiği için yüksek fırından farklıdır. Elektrikli ark ocağı , erimiş çelik üretmek için hurda ve elektrik kullanır.
Çelik döküm önemli bir teknik çalışma istemektedir. Çelik döküm için Besleyici ve yolluk tasarımları, modellerin yapımı ve kalıplama şekli öncelik arz eder. Bunun dışında sıvı metalde azot, oksijen ve hidrojen oranlarını minimize etmek çok önemlidir.
Sıvı Metali Safsızlaştırmak için iyi hurda, iyi ham maddenin kullanılması zorunludur.
Alaşımlandırmak için özellikle malzeme analizlerini doğru kaynaklardan elde etmek gerekmektedir.
Çelik Dökümde Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar Nelerdir?
Gaz boşlukları:
Soğuma sırasında açığa çıkan gazların, ergimiş metal içerisinde hapis olmalarından kaynaklanır. Hidrojen, azot, karbon monoksit, su buharı, kalıp ve maçadan gelen gazlar, bu boşluğu oluşturmada etken gazlardır.
Yüzey boşlukları:
Kalıp malzemelerinden ortaya çıkan gazların, aynı hızla kalıp boşluğundan dışarıya atılamaması ve metalin soğuyan yüzeylerine baskı uygulayarak, yüzeyleri yarması ve deforme etmesi sonucu oluşurlar. Yüzeyin deforme olması; gaz basıncının ergimiş metal tarafından yapılan basınçtan daha yüksek olması ve genel olarak FERROSTATİK basıncın en düşük olduğu durumlarda ve çoğunlukla da dökümün üst kısımlarında görülür.
Yüzey boşluklarının diğer nedenleri:
1) Ergimiş çelikle birlikte, yolluk sisteminden kalıp içine taşınan hava;
a)kalıp duvarlarından
b)atmosfere açık besleyici boşluklarından
c)havalandırma
deliklerinden çıkamayarak çelik içerisine hapis olur ve gaz boşlukları meydana getirir. Bu şekilde oluşan gaz boşlukları, döküm parçanın hızla katılaşan üst kısmında oluşur ve dökümün üst yüzeyinde oluşabileceği gibi iç yüzeylere de kayabilir.
2)Ergimiş metal üstündeki İNKLUZYONLAR metal içine gaz emilmesine neden olur. Hatta bazı durumlarda bun İNKLUZYONLAR gazın metal içine kolayca girmesini sağlayacak çekirdek vazifesi görürler.
Derin-iç boşluklar: Çelik kütlesinin iç kısmında oluşur. Ancak RADYOGRAFİK ve ULTRASONİK MUAYENE ile ortaya çıkarlar. Yüzey boşluklarından farklı olarak, çoğunlukla parlak ve düzgün iç yüzeylere sahiptirler.
Nasıl Önlenir?
Yeterli DEOKSİDASYON yapılmalıdır. Sürekli ve iyi bir deoksidasyon verimi elde etmek için:
- Alüminyumun tamamen çeliğin içinde kaldığından ve cürufla temas etmediğinden emin olmak gerekmektedir.
- %0,1 normal alüminyum ilavesi potanın 1/3’i dolduktan sonra yapılmalıdır.
- Alüminyum sıvı çelikte oksitlenerek kaybolur. Bu nedenle sıvı potalarda çok uzun zaman tutulmamalı, çelik sık sık daha küçük potalara transfer edilmemeli, yüksek sıcaklıklara çıkartılmamalı ve kalıplara yavaş dökülmemelidir.
- Alüminyum testleri; verimin sürekliliğinin sağlanması, ilave metodun kontrolü ve ilavenin ağırlığını kontrol etme işlemleri düzenli olarak yapılmalıdır.
Çelik Dökümün Avantajları Nelerdir?:
Çok şekilli parçaların sağlam, tek parça ve kullanılabilir halde üretiminin sağlanması çelik döküm için önemli bir avantajdır. Ancak maliyetin yüksek olabileceği de göz önünde bulundurulmalıdır.
ÖSTENİTİK paslanmaz çelik, FERRİTİK ve PERLİTİK paslanmaz çeliklerle MARTENZİTİK paslanmaz çelikler özellikle üretimde daha çok görülen çeliklerdir. Düşük alaşımlı çelik ve yüksek alaşımlı çelik, parça dökümünde kullanılır.
Dökme çeliğin diğer avantajları:
• Dökülebilir olması ve aynı zamanda iyi mekanik özelliklere sahip olması
• Deforme edilebilir yani şekillendirilebilir olması
• Çok çeşitli malzemeler ve çeşitli uygulama seçenekleri (bileşen boyutu , duvar kalınlığı, mekanik özellikler vb.)bulunması
• Isıl işlemle ayarlanabilen mukavemet özelliklerine sahip olması
Dökme çeliğin dezavantajları ise:
• demirden daha yüksek erime noktasına sahip olması
• daha düşük kalıp doldurma kapasitesi
• katılaşma durumunda nispeten yüksek büzülme (yaklaşık% 2)
Çelik Dökümün Uygulama Alanları Nelerdir?
Çeliğin bir çok farklı türü olması bakımından çelik döküm çok yönlüdür. Ancak dökme demire kıyasla döküm dezavantajları, dökme çelik kullanımını sınırlamaktadır. Dökülecek parçanın kullanım alanına göre malzemenin yüksek mukavemet, yüksek tokluk, yüksek termal gerilme veya kimyasal özelliklere sahip olması gerektiğinde oldukça uygundur.
Bileşen büyüklüğü önem arz ettiğinde ise dökme çelik neredeyse süresiz olarak kullanılabilir. Hem küçük hem de büyük bileşenler (örneğin buhar türbinleri için yuvalar) için uygundur.
Çelik döküm
• Gemi yapımı
• Otomotiv endüstrisi (gövde)
• Makine mühendisliği
• Tesis mühendisliği
gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kaynak:
Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü
Hausjournal.net
Steel.org
Maschinenbau-wissen.de
