Küresel grafitli dökme demirlerin katılaşma modellemesi ve gerçek dökümler ile karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada kuma dökülen üç farklı küresel grafitli dökme demir alaşımının katılaşması sırasında hacimsel küçülmeye ve grafit genleşmesine bağlı oluşan besleme mekanizmasının modellenmesi iki farklı döküm simülasyon yazılımı kullanılarak incelenmiştir.Küresel grafitli dökme demir alaşımları özel olarak hazırlanan yaş ve reçineli kum kalıplara dökülmüştür. Katılaşan ve soğuyan dökümlerin iç kesitlerinde oluşan makro porozite değerleri ölçülerek döküm simülasyon programından aynı şartlarda modellenen dökümlerden ölçülen porozite değerleri ile karşılaştırılmıştır. Simülasyon modellemeleri için programa girilen soğuma eğrileri gerçek dökümlerin katılaşması sırasında ölçülen zaman-sıcaklık değerleri ile tanımlanmış ve böylece gerçek dökümler ile modellenen dökümler arasında bire birlik sağlanmıştır.Çalışmada, metal ergitme, kuma döküm, modelleme, tahribatsız muayene, optik mikroskop ve mikro yapı görüntüleme teknikleri kullanılmıştır.Sonuçlar, bu çalışmada kullanılan küresel grafitli dökme demir alaşımlarının dökümünün simülasyon programında modellenmesi ile elde edilen gözenek dağılımı ile kuma dökülen gerçek dökümlerden ölçülen gözenek dağılımı arasında bire bir benzerlik bulunduğunu göstermiştir. Sonuçlar ayrıca dökümlerin bilgisayar modellemelerinde en önemli sınır şartlarının belirlenmesinde kalıp dayanımının önemli rol oynadığını göstermiştir.

In this study, by using two different commercial casting simulation softwares the modeling of feeding mechanism of sand cast GGG40, GGG60, GGG80 casting alloys have been investigated.Ductile iron alloys were sand cast into moulds which has a special geometrical design. Following solidification and cooling of real castings the measured macro porosity values were compared with the porosity values obtained from computer simulation. The cooling curves of alloys in the computer model were defined using the time-temperature data measured from the sand castings so that a good match between the real castings and the computer modeling was achieved.During this study, melting, sand casting, casting simulation, metallography, non-destructive testing, optical microscopy and image analysis techniques have been employed.Results showed good similarity between porosity obtained from simulation model of sand cast ductile iron and the porosity measured from real castings. Results also showed that the mold rigidity is an important boundary condition which plays a significant role in computer modeling of ductile iron castings.