Genel olarak konuşursak, dökme çeliğin döküm performansı dökme demirden daha kötüdür. Dökme çeliğin akışkanlığı düşük olmalıdır, bu nedenle soğuk bir bariyer oluşturmak kolaydır. Dökme çeliğin oksidasyonu ve gaz emilimi de nispeten büyüktür ve cüruf ve gözeneklerin oluşması kolaydır. Aynı zamanda, dökme çeliğin gövde büzülmesi ve doğrusal büzülmesi de çok büyüktür, bu da büzülme boşluğu, gözeneklilik, sıcak çatlama ve soğuk çatlamanın oluşmasını kolaylaştırır. Ayrıca dökme çeliğin erime noktası dökme demirden daha yüksek olduğundan döküm işlemi sırasında kolaylıkla yapışkan kum oluşur.
Dökme çeliğin içerdiği Si, Mn ve diğer kalıntı eser elementler, dökme çeliğin döküm performansı ve erimiş çeliğin akışkanlığı üzerinde etkiye sahiptir.
Çelik dökümlerde döküm performansı ile çeşitli unsurlar arasındaki ilişki:
1) Akışkanlığı artıran kimyasal elementler: Si, P, Cu, Ni, Mn
2) Akışkanlığı azaltan kimyasal elementler: Ti, Cr, Al, S, V, Mo, W
3) Boşlukların büzülme eğilimini artıran kimyasal elementler: C, Cr, Mn, V, Mo, Ni
4) Termal çatlama eğilimini azaltan kimyasal elementler: V, Mn, Al, Si
5) Termal çatlama eğilimini artıran kimyasal elementler: S, Si, P, Cu, Mn, Cr, Mo, Ni
Çeşitli kimyasal elementlerin dökme çeliğin döküm özelliklerine etkisi.
1) Karbon
Karbon, dökme çeliğin akışkanlığını artırabilir
2) Silikon
• Silikon, dökme çeliğin erime noktasını düşürebilir ve akışkanlığı geliştirebilir
• Dökme çelikteki silikon içeriği %0,4'ün altında olduğunda, dökme çeliğin sıcak çatlama eğilimi iyileştirilebilir. Silikon içeriği yüksek olduğunda sütun şeklinde kristaller kolayca oluşur ve bu da termal çatlama eğilimini artırır.
3) Manganez
• Manganez kristalleşmeyi azaltabilir ve dökme çeliğin akışkanlığını iyileştirebilir
• Mangan, çelik dökümlerin hacimsel büzülmesini ve doğrusal büzülmesini artıracak, soğuk çatlama ve sıcak çatlama eğilimini artıracaktır.
• Manganez elementi, dökme çelikte MnO üretir ve bu, kalıp kumunda silika ile kimyasal yapışkan kum oluşturur.
4) Kükürt
Kükürt elementleri, dökme çelikte MnS ve alüminyum trisülfit üreterek, dökme çeliğin akışkanlığını azaltır ve sıcak çatlama eğilimini artırır.
5) Fosfor
Fosfor akışkanlığı artırabilir ancak soğuk çatlama eğilimini ve sıcak çatlama eğilimini artırır
6) Bakır
• Bakır, dökme çeliğin erime noktasını düşürebilir, kristalleşme aralığını daraltabilir ve dökme çeliğin akışkanlığını iyileştirebilir
• Dökme çelikteki bakır içeriği %1'den yüksek olduğunda, bakır elementinin serbestçe çökelmesi kolaylaşır ve böylece sıcak çatlama eğilimi artar. Si ve Mn içeriğinin arttırılması, bakırın dökme çelikteki çözünürlüğünü artırabilir.
7) Molibden
• Düşük alaşım aralığında molibden alaşımları dökme çeliğin akışkanlığını azaltabilir
• Mo elementi, dökme çeliğin boşlukları küçültme eğilimini bir miktar artıracaktır
• Dökme çelikteki molibden içeriği %1'den az olduğunda MoS oluşarak tane sınırında çökelecek, böylece dökme çeliğin ısıl iletkenliği azalacak, büzülme artacak, soğuk çatlama ve sıcak çatlama eğilimi artacaktır.
8) Vanadyum
• Dökme çelikteki vanadyum içeriği %0,25 ~ %1,0 olduğunda, çeliğin akışkanlığını bir miktar azaltacak bir oksit filmi oluşur
• Vanadyum, çelik dökümlerin yüksek sıcaklık dayanımını artıracak ve dökümlerin çatlama eğilimini iyileştirecektir.
9) Alüminyum
• Dökme çeliğe oksit giderici olarak alüminyum eklendiğinde, iyi bir oksit giderici etkiye sahip olur ve dökme çeliğin akışkanlığını artırabilir
• Alaşım elementi olarak eklendiğinde alüminyumun kolayca alüminyum oksit ve alüminyum sülfür oluşturması sağlanır, bu da akışkanlığı azaltır
• Büzülmeyi ve termal çatlama eğilimini artırın
10) Titanyum
Titanyum, dökme çeliğin akışkanlığını önemli ölçüde azaltabilir
11) Krom
• Krom, dökme çelikte kolayca kalıntılar ve oksit filmi oluşturarak erimiş çeliği kalınlaştırır ve erimiş çeliğin akışkanlığını azaltır. Krom içeriği nispeten yüksek olduğunda, çelik dökümlerde kolaylıkla kırışıklıklar ve soğuk bariyerleri oluşur.
• Krom aynı zamanda bünyenin büzülme miktarını artıracak ve büzülme eğilimini artıracaktır.
• Krom, dökme çeliğin ısıl iletkenliğini azaltacak ve sıcak çatlama eğilimini artıracaktır.
12) Nikel
• Nikel, dökme çeliğin akışkanlığını artırabilir
• Nikel, dökme çelikte kolayca dendritler oluşturarak sıcak çatlama eğilimini artırır
13) Nadir toprak elementleri
• Nadir toprak elementleri erimiş çelikte kükürt giderme ve deoksidasyonda rol oynayabilir
• Nadir toprak elementleri erimiş çeliğin akışkanlığını iyileştirebilir, böylece sıcak çatlama eğilimini azaltabilir
