Dökme demirin manyetik özellikleri, uygulama aralığı ile özellikle manyetik alan uygulamaları için tercih edilir. Manyetik özellikler dökme demirin kimyasal bileşimine, mikroyapısına, sıcaklığına ve soğutma hızına bağlıdır. Dökme demirin manyetik özellikleri, manyetik alanın şiddetine, yönüne ve frekansına bağlı olarak değişebilir. Malzemeler manyetik alanlara nasıl tepki verdiğine göre sınıflandırılır.
Manyetik Özellikler Nasıl Sınıflandırılır?
Ferromanyetik:
Ferromanyetik, bazı maddelerin (örneğin demir, nikel ve kobalt) oda sıcaklığında güçlü bir şekilde mıknatıslanabilme özelliğini tanımlar.
Bu maddeler, manyetik alan uygulandığında kolayca mıknatıslanır ve mıknatıslanma, manyetik alan kaldırıldığında da devam eder. Atomların manyetik momentleri, bu tür malzemelerde belirli bölgelerde (Weiss bölgeleri) aynı yönde hizalanır.
Bu tür malzemelerde atomların manyetik momentleri, makro ölçekli bölgelerde (Weiss bölgeleri olarak adlandırılır) aynı yönde hizalanır.
Bu bölgeler, malzemenin içerisinde aynı yönde hizalanmış atomik manyetik momentlerin bulunduğu bölgelerdir. Demir (Fe), kobalt (Co) ve nikel (Ni) ferromanyetik malzemelerin tipik örneklerindendir.
Paramanyetik:
Paramanyetik maddeler, uygulanan bir manyetik alana tepki olarak hafifçe mıknatıslanır, ancak mıknatıslanma çok zayıftır ve manyetik alan kaldırıldığında bu mıknatıslanma hemen kaybolur.
Diamanyetik:
Diamanyetik malzemeler, uygulanan bir manyetik alana karşı zayıf bir mıknatıslanma gösterir. Bu mıknatıslanma, uygulanan manyetik alanın yönüne zıttır.
Bu nedenle diamanyetik malzemeler manyetik bir alanda hafifçe dışa doğru itilir.
Antiferromanyetik:
Bu malzemelerde, komşu atomlar veya iyonlar arasında zıt yönlü manyetik momentler bulunur. Bunun sonucunda, makroskobik bir ölçekte bu maddelerde net bir manyetik moment yoktur.
Ancak, bir manyetik alan uygulandığında, bu maddeler hafifçe mıknatıslanabilir.
Ferrimanyetik:
Ferrimanyetik maddeler, ferromanyetik ve antiferromanyetik özelliklerin bir kombinasyonunu gösterir. Atomlar veya iyonlar arasında zıt yönlü manyetik momentler bulunur, ancak bu momentler eşit büyüklükte değildir.
Bu nedenle, makroskobik bir ölçekte net bir manyetik moment vardır.
Dökme demir ferromanyetik bir malzemedir. Yani dökme demir mıknatısla kolayca manyetize edilebilir. Ancak saf demir, dökme demirden daha yüksek manyetik permeabiliteye sahip olabilir.
Karbonun Etkisi:
Dökme demirdeki karbon, grafit veya çimentoit formunda bulunabilir. Bu yapılar, malzemenin genel manyetik özelliklerini etkileyebilir.
Özellikle grafit, elektriksel olarak iletken olduğu için manyetik alanın dağılımını etkileyebilir.
Küreselleşme ve Manyetik Özelliklere Etkisi:
Küreselleşmenin Tanımı:
Küreselleşme, dökme demirin içerisindeki grafitin şeklinin değiştirilmesiyle ilgili bir süreçtir. Geleneksel gri dökme demirde grafit, levha veya lamel formunda iken, sfero dökme demirde grafit küresel formda bulunur.
Mekanik ve Manyetik Özellikler:
Lamel grafit, matriste süreklilik kesikleri oluşturarak malzemenin mekanik özelliklerini zayıflatır.
Sferoidal grafitli dökme demirde bu problem ortadan kalkar.
Manyetik açıdan bakıldığında, lamel grafitli dökme demirin manyetik permeabilitesi, sferoidal grafitli dökme demire göre daha düşük olabilir.
Dökme demirin manyetik özellikleri, içerdiği karbonun formuna, alaşım elementlerine ve üretim süreçlerine bağlı olarak değişebilir.
Küreselleşme, dökme demirin mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla uygulandığı gibi, manyetik özelliklere de etki edebilir.
Gri dökme demir, karbonun esas olarak grafit formunda bulunduğu bir dökme demir çeşididir. Grafit, gri dökme demirin mikroyapısında genellikle levha veya lamel formunda dağılmıştır. Bu grafit lamelleri, gri dökme demirin karakteristik gri kırık yüzeyine neden olur.
Gri Dökme Demirin Manyetik Özellikleri Nelerdir?
Gri Dökme Demirde Ferromanyetik Özellik:
Gri dökme demir, ferromanyetik bir malzemedir, yani manyetik bir alana maruz kaldığında mıknatıslanabilir.
Gri Dökme Demirde Manyetik Permeabilite:
Grafitin elektriksel olarak iletken olması nedeniyle gri dökme demirin manyetik permeabilitesi saf demirden daha düşük olabilir.
Grafit lamelleri, demir matrisi içerisinde süreklilik kesikleri oluşturur ve bu da malzemenin genel manyetik özelliklerini etkileyebilir.
Gri Dökme Demirde Mıknatıslanma Histerizi:
Dökme demirler, genellikle mıknatıslanma histerizi (manyetik alanın yönünün değiştirilmesiyle malzemenin nasıl mıknatıslanıp mıknatıslanmadığını gösteren bir özellik) açısından daha yüksek enerji kaybına sahip olabilir.
Bu, dökme demirin içerisindeki mikroyapısal bileşenlerin ve grafitin varlığından kaynaklanabilir.
Gri Dökme Demirde Eddy Akımları:
Grafitin elektrik iletkenliği nedeniyle, gri dökme demirde eddy akımları oluşabilir. Bu akımlar, manyetik alanın hızla değiştiği durumlarda, malzeme içerisindeki enerji kayıplarına neden olabilir.
Sonuç olarak, gri dökme demirin manyetik özellikleri, içerdiği grafit miktarına, grafitin şekline, malzemenin kimyasal bileşimine ve termal işlemlere bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Küresel Dökme Demirin Manyetik Özellikleri Nelerdir?
Küresel dökme demir, grafitin malzeme içerisinde küresel (veya sferoidal) formda bulunduğu bir dökme demir çeşididir.Bu grafit morfolojisi, özellikle malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla elde edilir.
Küresel dökme demir (veya sferoidal grafitli dökme demir), gri dökme demirden farklı olarak, grafitin lamel yerine küresel yapıda olmasından dolayı daha yüksek mukavemet, süneklik ve tokluk değerlerine sahiptir.
Küresel Dökme Demirde Ferromanyetik Özellik:
Küresel dökme demir de ferromanyetik bir malzemede olduğu için, manyetik bir alana maruz kaldığında mıknatıslanabilir.
Küresel Dökme Demirde Manyetik Permeabilite:
Küresel grafit morfolojisinin lamel grafit morfolojisine kıyasla daha düzenli ve homojen bir dağılıma sahip olması nedeniyle, küresel dökme demirin manyetik permeabilitesi gri dökme demirden genellikle daha yüksek olabilir.
Bununla birlikte, malzemenin manyetik permeabilitesi, grafitin hacim fraksiyonu, malzemenin kimyasal bileşimi ve termal işlemler gibi diğer faktörlere de bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Küresel Dökme Demirde Mıknatıslanma Histerizi:
Küresel dökme demir, grafitin küresel yapısı nedeniyle, gri dökme demire kıyasla mıknatıslanma histerizisinde daha düşük enerji kaybına sahip olabilir.
Küresel Dökme Demirde Eddy Akımları:
Tıpkı gri dökme demirde olduğu gibi, küresel dökme demirde de grafitin elektrik iletkenliği nedeniyle eddy akımları oluşabilir.
Ancak grafitin küresel morfolojisinin daha homojen bir dağılıma sahip olması, eddy akım kayıplarının gri dökme demire göre biraz daha düşük olmasına neden olabilir.
Sonuç olarak, küresel dökme demirin manyetik özellikleri, grafitin mikroyapısal dağılımı, malzemenin kimyasal bileşimi ve termal işlemler gibi faktörlere bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Vermiküler Dökme Demirin Manyetik Özellikleri Nelerdir?
Vermiküler dökme demir (veya bazen kompakt grafitli dökme demir olarak da adlandırılır) grafitin solucan benzeri veya vermiküler bir yapıda bulunduğu bir dökme demir çeşididir.
Bu grafit morfolojisi, gri dökme demirin lamel grafiti ile küresel dökme demirin sferoidal grafiti arasında bir yapıya sahiptir.
Vermiküler Dökme Demirde Ferromanyetik Özellikler:
Vermiküler dökme demir de ferromanyetik bir malzemedir. Bu nedenle, manyetik bir alana maruz kaldığında mıknatıslanabilir.
Vermiküler Dökme Demirde Manyetik Permeabilite:
Vermiküler grafit morfolojisi, grafitin demir matrisi içerisinde daha homojen bir dağılıma sahip olmasına neden olabilir. Bu, malzemenin manyetik permeabilitesini etkileyebilir.
Ancak genel olarak, vermiküler dökme demirin manyetik permeabilitesi, gri dökme demire benzer şekilde veya biraz daha yüksek olabilir.
Vermiküler Dökme Demirde Mıknatıslanma Histerizi:
Grafitin vermiküler yapısı, malzemenin mıknatıslanma histerizisinde gri dökme demire kıyasla biraz daha düşük enerji kaybına neden olabilir.
Vermiküler Dökme Demirde Eddy Akımları:
Tıpkı diğer dökme demir türlerinde olduğu gibi, vermiküler dökme demirde de grafitin elektrik iletkenliği nedeniyle eddy akımları oluşabilir.
Ancak grafitin vermiküler morfolojisinin demir matrisi içerisindeki dağılımına bağlı olarak, eddy akım kayıpları değişiklik gösterebilir.
Özetle, vermiküler dökme demirin manyetik özellikleri, grafitin mikroyapısal dağılımı, malzemenin kimyasal bileşimi ve termal işlemler gibi faktörlere bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
