Çelik

Bilindiği gibi, 110Г13Л (110G13L) marka çelik, ülkemizde birinci kırma aşamasını gerçekleştiren kırma makinaların astar (kaplama) plakasında kullanılan neredeyse tek malzemedir. Margan oranı yüksek olan çeliğin yeterince yüksek darbe viskozitesini koruyarak kullanıldıkça dayanıklık gücü artmasına eğilimli olması sebebiyle abrasyon aşınma şartlarında aşınmya en dayanıklı çelik olarak düşüncesi adet olarak yerleşmiştir. Üretim tecrübesi gösteriyor ki, yüksek dinamik yüklerle birlikte abrasyon aşınma şartlarında (kırma makina astar (kaplama) plakalarında) 110Г13Л (110G13L) marka çeliğin sertliği 200-220 HB’den 450-550 HB’ye kadar yükseltilmektdir. Bu şartlarda 110Г13Л (110G13L) marka çeliğin kullanılması teknik ve ekonomik açıdan uygundur.

75Г2ФЮ (75G2FU) marka çelikten yapılan haddelenmiş astar (kaplama) plakanın makroyapısı.

110Г13Л (110G13L) çelikten yapılan МШР 4,0x5,0 maden kırma değirmen astar (kaplama) plakanın aşınma yüzeyinden derinliğine doğru mikroyapının değiştirilmesi.

Abrasyon aşınma şartlarında statik ve düşük dinamik yükler altında  (kırma makinaların astar (kaplama) plakası) 110Г13Л (110G13L) marka çeliği sertleşmesi hissedilir ölçüde değildir. 110Г13Л (110G13L) marka çelikten yapılan astar (kaplama) plakanın üst tabakalarının sertliğinin artması 270-280 HB’yi geçmemektedir. Abrasyon çalışma şartları altında çalışan parçaların ömrü (aşınma direnci) üst tabaka sertliğine bağlı olduğunu dikkate alarak, astar (kaplama) plakaların üretiminde (çeşitli değirmen tipleri için) margan oranı yüksek çelik 110Г13Л (110G13L) markası, sertliği 110Г13Л (110G13L) – 270 – 280 HB marka çelikten yapılan sertleşmiş astar (kaplama) plaka üst tabakalarının sertliğinden düşük olmayan zayıf alaşımlı çelik dahil olmak üzere diğer çelik markalarının kullanılabileceği sonucuna varılmaktadır.

110Г13Л (110G13L) marka çelikten astar (kaplama) plaka döküm teknolojik süreci büyük kalınlıklardan astar (kaplama) plakanın iç bölgelerinde gerekli çelik kalitesini sağlamamaktadır. İç bölgeler, fazla gözenek ve kabukları içerip döküm kusurlarına sahiptir. 110Г13Л (110G13L) çelikten dökülen astar (kaplama) plakanın mikroyapısı.

Bu bölgelerin darbe viskozitesi standartla öngörülen seviyeden 3-5 kat düşüktür. Astar (kaplama) plaka iç bölgelerin aşınma yoğunluğu üst tabakaların aşınma yoğunluğundan 3-4 kat yüksektir. Fazla sayıda olan döküm kusurları astar (kaplama) plaka iç bölgelerin aşınma sürecini hızlandırmaktadır. Astar (kaplama) plakaların üretiminde astar (kaplama) plaka profil kesitinde gerekli çelik kalitesini sağlayan teknolojik sürecinin kullanılması 270-280 HB sertlikte bile hissedilir derecede onun ömrünü artırmaktadır.

110Г13Л (110G13L) çelik, doküm çelik dolu gövdesinde sütun şeklinde ve eşit akslı yapılarının oluşmasına yüksek eğilimine sahip olup, termik genleşme katsayısı ise karbonlu çeliklerden 1,5 – 2 kat daha yüksektir. Astar (kaplama) plakaların termik işlemesinde zayıf bölgelerinden kalın bölgelerine geçiş yerlerinde yüksek kalıntı gerilimler oluşmaktadır, bunun sonucunda ise, dökümlerin %12 - %18’i kesitte sıcak çatlaklara sahip oluyorlar.

Maden kırma değirmenlerin astar (kaplama) plakası düşük dinamik yük altında yoğun abrasyon aşınma şartları altında kullanılmaktadır.

Astar (kaplama) plaka ve benzer şartlar altında çalışan diğer parçalar için malzeme seçimi çok zordur, çünkü aşınma direnci ve onun tespiti için kullanılacak standart yöntemleri belirleyen rehber bilgileri şu anda mevcut değildir.

Abrasyon aşınma şartları altında kullanılan malzemelerin aşınma direncilerinin laboratuvar araştırma sonuçların karşılaştırma analizi, aşınma direncinin sadece malzeme özelliklerine göre değil, önemli ölçüde çalışma şartları ile belirlendiğini göstermektedir. Malzemelerin aşınma direnç verileri çalışma şartlarının değişmesiyle ciddi değişiklikler göstermektedirler.
Değirmenler için astar (kaplama) plakaları için malzeme seçim sorununun çözümü sadece çalışma sürecinde astar (kaplama) plaka üst tabakalarında oluşan yapısal değişikliklerle ilgili bilgilere istinaden mümkün olmaktadır. Bu işlem özelliklerin araştırılması ve bundan sonra astar (kaplama) plaka çalışma şartlarını taklit eden şartlar altında malzemelerin aşınma direncinin test edilmesi, yapı şartlarını ve astar (kaplama) plaka üretimi için en etkili olacak malzeme seçim şartlarını belirlemeye mümkün kılmaktadır.

Bilindiği gibi her değirmen kendine özel özelliklere sahiptir. Hacim, yapı, sertlik ve kırılan maddenin iriliği, kırma kürelerin çapı farkları, astar (kaplama) plaka aşınma yoğunluğunun farklarını ve bunların üretimi için kullanılan malzeme şartlarını belirlemektedir.

Bir değirmen astar (kaplama) plakanın her parçası (yükleme ve boşaltma tarafından makara içinde astar plaka, köşe astar plaka ve dağıtım ızgarası) değişik olarak aşınmaktadır.

Dolayısıyla, bunların üretilmesi için malzeme şartları değişmektedir.

Malzemelerin aşınma direncini belirleyen en önemli özelliklerini: sertlik, darbe viskozitesi ve mikroyapısı teşkil etmektedir.

Uzmanlarımız tarafından hazırlanan yüksek karbonlu düşük alaşımlı çelik fiziki ve mekanik özellikleri bakımından 110Г13Л (110G13L) yüksek marganlı çeliği geçmektedir.

Yüksek karbonlu aşınmaya dirençli çelikten yapılan haddelenmiş astar (kaplama) plaka profil kesitindeki makroyapısı, mikroyapısı ve sertliğin dağılımı araştırılmıştır.

Haddelenmiş astar (kaplama) plakalardan kesilen kalıpların makroyapısı, hazırlanan teknik şartlarına uygun olarak çelik döküm ve haddeleme teknolojisinin istenilen çelik kalitesini sağladığını göstermektedir. Döküm astar kaplamalarında tipik olan gözenek, kabuk ve metal olmayan kaba parçacık birikimleri yoktur.

75Г2ФЮ (75G2FU) marka çelikten yapılan haddelenmiş astar (kaplama) plakanın makroyapısı.

Haddelenmiş astar (kaplama) plaka profil kesitindeki sertlik hissedilir değişikliklere uğramamaktadır. Üst tabakalarının sertliği, astar (kaplama) plaka iç tabakalarının sertliğinden %3 - %6 daha yüksek olup 330-340 HB’ye eşittir.

Haddelenmiş astar (kaplama) plaka profil kesitinde sertliğin dağılımı.

Çeşitli döküm haddelenmiş astar (kaplama) plakanın üst ve iç tabakalarının mikroyapısı genelde sorbit ve ayrı bölgelerde perlit maddelerden oluşmaktadır.

Hazırlanan çeliğin kimyasal bileşenleri astar (kaplama) plakanın ince taneli yapısını sağlamaktadır.

Kesit derinliğinde %0,77 karbon içeren çelikten yapılan haddelenmiş astar (kaplama) plakanın mikroyapısı: a – 0,0 mm; b  - 10 mm; c – 15 mm.

 Su verilmesinden sonra %1-%5 oranda “sintol” yüzey-aktif maddesi eklenen pikrin doygun asit solüsyonu içinde savatlamasında ostenit tanecik tespit edilmiştir. Haddelenmiş astar (kaplama) plakasında ostenit taneciğinin boyutu ГОСТ 5639-82 standart normlarına göre 9 numaraya denktir. Bu ise, astar (kaplama) plakanın ince tanecikli yapıya sahip olduğuna işaret etmektedir.

Haddelenmiş astar (kaplama) plakasında ostenit taneciği

Çelik kalitesini değerlendirme kıstasını kırılma çeşidi teşkil etmektedir.
Kırılmanın mikro rölyefi viskoz dağılmaya işaret etmektedir. Çukur şekli makro rölyefi ile birlikte, çok yada az dalgalı yüzeyi saymazsak pürüzsüz ve yapısız bölgelerden oluşan düz ayrışma yüzeyleri karşımıza çıkmaktadır. Bu tür yüzeylerin oluşması yoğun ön plastik deformasyondan kaynaklanmaktadır. Düz ayrışma bölgeleri en çok malzeme içinde mikroboşlukların oluşmasına sebep olabilecek taneciklerin sayısı az, dağılmadan önce gelen malzemenin deformasyonu çok yüksek olan şartlarda saptanmaktadır, dağılma genelde kesit sonucunda oluşmaktadır.

Haddelenmiş astar (kaplama) plakalardan kesilen numune mikrokesir resimleri

 Makroyapı, mikroyapı, ostenit tanecik boyutu, profil kesitinde sertlik dağılımı ve kırılmanın mikrokesir resimleri hakkında yukarıda açıklanan bilgiler, çelik kimyasal bileşenlerin ve onun döküm ile haddelenme teknolojisi profilin tüm kesitinde homojen sorbit yapıya sahip, kaliteli ve aşınmaya dirençli astar (kaplama) plakanın elde edilmesini sağladığını göstermektedir.

Kullanım esnsında haddelenmiş astar (kaplama) plakanın üst tabakalarda deformasyon