Bu yazımızın konusu beyaz dökme demirler. Beyaz dökme demirin kimyasal bileşimi nedir. Beyaz dökme demir neden kırılgandır. Beyaz dökme demirlerin mikro yapısı ve kullanım alanları gibi konuları işleyeceğiz. Konu başlıklarımız şunlar:
Beyaz Dökme Demirin Özellikleri
Döküldüğünde %1,5’tan daha az silisyum içeren demir, sert ve kırılgandır. çünkü içindeki %3- 4 oranındaki karbonu, yapısında demir karbür (sementit) biçiminde bulundurur. Kırık yüzeylerinin parlak ve beyaz bir görünümü olan bu tür demire, beyaz dökme demir adı verilir. Kolaylıkla işlenememesi, sadece aşınmaya karşı dayanıklı gereçler kullanılması gereken yerlerde tercih edilmesi, en dikkat çekici özelliklerinden bazılarıdır.
Beyaz dökme demir neden kırılgandır?
Beyaz dökme demir, alıp içine dökülen demirin hızlı soğuma sonucunda karbonun yapının içinde kalması halinde oluşur. Soğuma hızı gri dökme demirde olduğu gibi karbonun grafit yaprakları şeklinde çökelmesine izin vermez. Fakat karbon, demir, krom yada molibdenle birleşerek karbür oluşturur. Oluşan demir karbon (Fe3C -sementit), sert ve kırılgandır.
Beyaz dökme demirlerin mikro yapısı
Beyaz dökme demirin bileşimi genellikle % 1.8 – 3.6 C ve % 0.5 – 1.9 Si şeklindedir. Beyaz döküm perlit ve sementitten oluşur. Bu, metali sert ve kırılgan yaparsa da yüksek sıcaklıkta uzun süreli ısıtma ile sementiti ferrit ve grafite ayrıştırarak gereci yumuşak duruma getirmek mümkündür. Bu duruma getirilmiş metale ”işlenebilir dökme demir” adı verilir. Bu işlem, 900 – 1000°C arasında ve 100 saat süreyle yapılır.
Dökme demir çoğunlukla bu sementit parçacıklarından kırılır. Kırık yüzeye bakıldığında açık yada ak renkli görülür, bu nedenle bunlara beyaz dökme demir denir. Dökümde yüksek oranda demir-karbür oluşur ve yapı, gri dökme demir kimyasal kompozisyonuna sahip olunmasına rağmen gri dökme demire göre daha sert ve kırılgan olur. Beyaz dökme demirler normalde kaynak edilemezler çünkü, ana metalde oluşan ısıl gerilmeleri karşılayabilmek için gerekli sünekliğe sahip değildirler.
Beyaz dökme demirlerin mikro yapı fotoğrafı, ak bölgeler sementit Fe3C, siyah bölgeler perlittir. (Yukarıdaki şekil)
Beyaz dökme demirin dokusu iyice büyük, gümüş parlaklığında ipek görünüşlü bir kristaldir.
ABD’de geliştirilmiş bir yöntemle beyaz döküm, demir oksit içinde yüksek sıcaklığa ısıtılıp yavaş soğutulmaya bırakılırsa karbon tutumu yaklaşık %20 oranında azalır ve dökme demirin özellikleri çeliğinkine benzer.
Beyaz dökme demirler nerelerde kullanılır?
Aşınmaya dayanıklı olması istenilen kam mili ve hadde silindirleri, beyaz dökme demirle yapılan makine parçalarından bazılarıdır. Soğuma hızında ve iç yapısında oluşturulacak değişiklikler ile bu tür makine parçalarının dış yüzeyinin beyaz, iç yapısının ise, esmer dökme demir olması sağlanabilir ki; bu yapı makine parçasının kullanılabilirliğini artırır. Normal şartlarda işlenmesi olanaksız olan beyaz dökme demir, ancak taşlanarak şekillendirilebilir.