Yüksek kromlu beyaz dökme demirlere uygulanan farklı ısıl işlem şartlarının mekanik özelliklere etkisinin araştırılması

Çimento ve maden endüstrisine kullanılan öğütücü bilya/silpeps üretiminde döküm yöntemi ile yaygın olarak yüksek alaşımlı beyaz dökme demirler kullanılır. Bu sınıfta üretilen üretilen bilyeler yüksek kromlu beyaz dökme demir sınıfında olup bu malzeme içerisindeki krom oranını yükseldikçe aşınma direnci artmaktadır. Yumuşak klinker malzemelerde %12-14 Cr lu öğütücü bilyeler kullanılırken, gümüş ve bakır gibi cevherlerde %17-19 Cr kullanılmaktadır. Hammadde maliyetinin azaltılması ve bununla beraber aşınma direncinin yüksek kromlu bilyelere nazaran düşürülmemesi amaçlanmıştır. Öğütücü bilyelerde ısıl işlem prosesin de bilya ısıl işlem sonrası yoğun hava ile su verme prosesi uygulanmasından dolayı bütün yüzeyi homojen soğutulamamaktadır. Bu da değirmen içinde bilye de istenmeyen aşınma ve plastik deformasyon meydana getirmektedir. Homojen olmayan aşınma için ısıl işlem prosesinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bilya yüzeyinde homojen soğuma için yağda su verme prosesi yapılmıştır. Cr oranı düşürüldüğü için ham madde maliyetleri azaltılmıştır. Çimento değirmenlerinde kullanılan %17-19 Cr içeriğine sahip bilyalardan en yoğun kullanılan Ø 90 mm çaplı bilya üzerinde deneyler yapılmıştır. Demir-Krom faz diyagramları incelendiğinde Cr miktarı % ağırlıkça 18'den 9-12 oranlarına indirilmesi ile aynı sertlik ve mikro yapı elde edilmesi öngörülmüştür. Bu çalışmada krom oranını %17-19 dan %9-12 oranına indirilerek hem havada hem de yağda su verme çalışmaları yapılıp aşınma oranları karşılaştırılmıştır. Krom oranın düşürülmesi ile beraber malzeme içerisindeki aşınmaya dayanıklı karbür fazlarının azalmasına, martenzit oranın artmasına sebep olacağından dolayı Karbon oranı mevcut üretimlerden daha düşük çalışılarak aynı aşınma direncine sahip malzeme elde etmeye çalışılmıştır. % Cr oranın düşürülmesi ile hammadde maliyetleri azaltılmıştır. Çalışmanın ayrıntısına baktığımızda asıl amaçlanan mevcut seri üretimde olan % 17-19 Cr lu bilyalar ile aynı sertlik (Min. 58 HRc) ve mikroyapı ya (Min. %70 Martenzit) sahip düşük Cr lu bilya elde edilmiştir. Sonrasın da yüksek Cr lu ve düşük Kromlu bilyaların aşınma performanslarını karşılaştırılmıştır. Bir taraftan krom miktarının azaltıp diğer taraftan tasarlanan yağda soğutma tesisinde homojen soğutma yaparak homojen aşınma, mikroyapı ve sertlik özelliklerinde iyileşmeler incelenmiştir. Prototip tamburda zamana bağlı olarak bilyalar çevrim yaptırılıp mevcut bilya ile aynı veya daha az aşınma miktarı karşılaştırılmıştır.