ÇELİK YAPISINDAKİ ELEMENTLERİN ÇELİĞE ETKİLERi
Kalıpçılıkta
Malzeme Seçimi
ÇELİK YAPISINDAKİ ELEMENTLERİN ÇELİĞE ETKİLERi
C –KARBON
Çelik bünyesine giren alaşım elementlerinin en önemlisi ve en çok etki yapanıdır. Karbon oranının artması ile çeliğin sertliği, dayanımı, su alma yeteneği artar. Buna karşılık sıcakta şekillendirme uzama, kaynak yapılma, talaşlı işleme yeteneği azalır. Çeliğin rutubete, asitlere, sıcak gazlara karşı korozif dayanımına herhangi bir etki yapmaz.
Mn – MANGANEZ
Manganez, çeliğin dayanımını akma sınırını, sıcakta şekillendirme ve kaynak yapılma yeteneğini yükseltir. ℅3’ e varan Mn ilavesinde her ℅ 1’ lik Mn ilavesi için dayanım
artışı 10 Kg/mm olur.
Si – SİLİSYUM
Silisyum, çelik yapısında eser miktarlarda olsa her zaman, bulunan çelik üretiminde oksitsizleştirici olarak en çok kullanılan ve bir çok çeliklerde Alaşım elementi olarak yer alan (℅0,5’ den fazla) bir
metaloittir. Alaşım elementi olarak çelikte sertliği, akma sınırını ve çekme
dayanımını yükseltir. Sıcakta tuhaflaşmayı azaltır, mıknatıslaştırma özelliği
gösterir ve ℅ 12’
nin üzerinde sıcakta ve soğukta asitlere dayanımı azaltır.
P – FOSFOR
Hammaddelerde bulunması dolayısıyla üretim sırasında her zaman çelik yapısına geçen ve giderilmesine çalışılan zararlı bir elementtir. Yalnız otomat çeliklerinde, talaşları kırılgan yapması ve pik dökümlerinde akışkanlığı artırması bakımından fosfor oranı normalin üzerinde tutulur.
S – KÜKÜRT
Hammaddelerde bulunası dolayısıyla her zaman çelik yapısına geçen, çeliği gevrek ve kırılgan yapan, genelde zararlı ve giderilmesine çalışılan bir elementtir. Yalnız otomat çeliklerinde, talaşları kırılgan yapması bakımından kükürt oranı normal çeliklerdekinin çok üstüne yükseltilir.
Cr_ KROM 1920 ºC
Krom, bir çeliğin dayanma özelliğini artıran fakat buna karşılık, esnekliğini çok az bir dereceye kadar eksi yönden etkileyen bir alaşım elementidir. Krom, çeliğin sıcağa direncini artırır. Tufal yapmayı önler. İçinde yüksek oranda krom bulunması; çeliğin paslanmaya ve aşınmaya karşı dayanmasını artırır. Kromlu paslanmaz çeliklerde krom oranı arttıkça, kaynak edilebilme yeteneği azalır. Krom, en stabil karbürü meydana getirir. Çelikte beher % 1 oranındaki krom yüzdesi artışına karşılık, çekme direncinde yaklaşık olarak 8 — 10 kg/mm² lik artış görülür. Aynı oran içinde olmamakla beraber, akma sınırı yükselirse de çentik direnci düşer.
Ni _ NİKEL1453 °C
Nikel, çeliğin direncini silisyum ve mangana kıyasla daha az artırır. Çelikte, nikel, özellikle kromla birlikte bulunduğu zaman, sertliğin derinliklere inmesini sağlar. Krom nikelli çelikler paslanmaz, tufallanmaya ve ısıya dayanıklıdır. Özellikle düşük sıcaklıklarda, makine yapı çeliklerinin çentik direncini artırır. Nikel, ıslah ve sementasyon çeliklerinin direncini artırdığı gibi, ostenitik çelikler, paslanmaya ve tufallanmaya dayanıklı çelikler için, uygun bir alaşım elementidir.
Mo_ MOLİBDEN 2610 ºC
Molibden, çeliğin çekme dayanımını özellikle ısıya dayanıklılığı ile kaynak edilme özelliğini artırır. Yüksek miktarda molibdenli çeliklerin dövülmesi güçleşir. Molibden, kromla birlikte daha çok kullanılır. Molibdenin etkisi wolframa benzer.
V_ VANADYUM 1730 ºC
Az miktarda katılan fakat büyük özellik değişimi sağlayan en önemli elementlerden biridir. Bilhassa darbe mukavemetini artırır, genellikle kesici uçların ömrünün uzun kesici olmasını sağlar.
W _ WOLFRAM3380 °C
Müspet özellikleri olan kıymetli bir elemandır. Daha ziyade yüksek hız ve sıcak iş çeliklerinde kullanılır.
Pb _ KURŞUN327 °C
Yalnızca otomat çeliklerine (% 0,2 - 0,5) oranında katılır. İşlemede kolaylık ve temiz bir yüzey elde edilmesini sağlar, mekanik özelliklere pek etki etmez.
Br _ BOR2040 °C
Çok düşük oranda (% 0,001 gibi) ilave edilse bile su vermede sertliğin derinlere erişmesine bilhassa sementasyon çeliklerinde merkez dayanımının artmasını sağlar.
Al _ ALÜMİNYUM660 °C
Alüminyum Nitrür veya dayanıklı çeliklerde, mıknatıs çeliklerinde az miktarda, kullanılan faydalı bir elementtir.
Cu _ BAKIR1084 °C
Genelde özellikleri iyileştirir. Ancak özel olarak pek katılmaz. Dövmeyi zorlaştırdığı için istenmez.
Alaşım elementlerinin malzemenin yapısına katılması, malzemeye istenilen özelliği kazandırma noktasında bazen yetersiz olabilir. Bu durumda malzemeye çeşitli ısıl işlemler uygulanır. Şimdi kısaca malzemeye istenilen özelliği kazandırmak için uygulanan ısıl işlemlere değinelim
Civata ve Somun Çelikleri
DIN 1654-17240 kapsamına giren bu çeliklerin, bağlantı elamanlarının en geniş karakteristik grubunu oluşturan bu çelikleri birkaç bölümde incelemek mümkündür;
1.Grup: Düşük karbonlu olup düşük mukavemet gerektiren somun ve cıvata imalinde kullanılan DIN 17111 kapsamına giren çeliklerdir. Bu grup kitle çelikleri ile benzer olup talaşlı imalat ile şekillendirilebilir. Pek fazla ısıl işlem uygulanmaz. Piyasada soğuk çekilmiş şekilleri transnisyon diye bilinir.
2.Grup: Çeliklerin şekillendirilmeleri talaşlı imalat ağırlıklı olup bu tür çelikler DIN 1651 kapsamına giren otomat çelikleridir.
3.Grup: En önemlisi soğuk dövme ile şekillendirilen cıvata çelikleridir. DIN 1654 kapsamına giren çeliklerdir. Özellikle cıvata gibi soğuk işlemlerle üretilen parçalar için uygundur. Bunun için de bu tür çelikler; iç yapı temizliği yüzey temizliğini sağlayabilmek için özel ve sıkı denetimle üretilmeleri şarttır. İçerisinde P oranı sınırlı tutulmuş olup Cq 35 gibi sembolle belirtilir. Soğuk dövülebilme için sertlikleri düşürülür.
4.Grup: Sıcağa mukavim cıvata malzemeleri olup DIN 17240 normu ile belirtilir. Bu grup kapsamı 300-600ºC gibi sıcaklıklarda kullanılan bağlantı elemanları üretilen Cr-Mo ve Cr Mo V’lu
Çelik Nedir?
ÇELİK, bir Demir (Fe) Karbon (C) alaşımıdır. C’dan başka farklı oranlarda alaşım elementleri ve empürite elementler bulunur. Çeliğe farklı özellikler kazandıran içerdiği elementlerin kimyasal bileşimi ve çeliğin iç yapısıdır. Çeliğe değişik oranlarda alaşım elementleri katılabileceği gibi, çeşitli işlemler (ıslah, normalizasyon vs.) ile iç yapı da kontrol edilerek kullanım amacına göre değişik özelliklerde çelik elde edilir.
Manganez (Mn), Fosfor (P), Kükürt (S) ve Silisyum (Si) üretim sırasında hammaddeden kaynaklanan elementler olup, çelik bünyesinde belirli oranlarda bulunur. Diğer elementler ise (Cr, Ni vs.) ferro-alyajlar halinde istenilen miktarlarda çelik bünyesine ilave edilir.
Çelik demir cevherinden veya hurdadan geri dönüşüm ile iki şekilde üretilmektedir. Sıvı çelik üretildikten sonra döküm ile ingot olarak veya sürekli döküm yöntemi ile kütük veya blum olarak şekillendirilir.
Vasıflı Çelikler alaşımsız, düşük alaşımlı ve alaşımlı çelikler olup, kitlesel olarak üretilen çeliklerden bazı noktalarda ayrılmaktadır. Bu noktalar
- Üretim yön
- Üretim araçları,
- Alt limitlerde bulunan S, P ve diğer empüritelerin ile çözünmüş gaz miktarları.
Çelikler genel olarak aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır;
- Karbon ve alaşımlı çelik olarak bileşimlerine göre,
- Üretim yöntemlerine göre
- Son üretim yöntemine göre
- Ürün şekline göre
- Kullanım yerleri, üretim programları ve deoksidasyon durumlarına göre
Çeliklerin temel özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir;
• Çeliklerin büyük çoğunluğu ısıl işlemlere karşı duyarlıdır. Kimyasal bileşimin yanı sıra uygulanan ısıl işlemler sonucunda istenen sertlik, mekanik ve fiziksel özellik, elektriksel özellik, korozyona ve yüksek sıcaklığa dayanım özelliklerine tam olarak kavuşturulabilir.
• Çelikler yapılarının gerektirdiği sıcaklıklara kadar ısıtıldıklarında şekillenme özelliğine kavuşur. (Haddeleme, Presleme, Dövme)
• Ayrıca kimyasal bileşim ve iç yapı olarak uygun olan çelikler haddeleme, presleme gibi yöntemlerle soğuk olarak da şekillendirilebilir.
• Talaş kaldırıcı tezgahlarda işlenerek, istenilen şekil ve yüzey düzgünlüğüne getirilebilir.
• Kimyasal bileşim olarak uygun olan çelikler kaynak işlemi ile birleştirilebilir.
. Çeliklerin büyük bir bölümü çeşitli yöntemler ile metal ile kaplanmaya, emaye yapılmaya, boyanmaya ve plastik maddeler ile kaplanmaya elverişlidir.
ÇELİK YAPISINDAKİ ELEMENTLERİN ÇELİĞE ETKİLERi
C –KARBON
Çelik bünyesine giren alaşım elementlerinin en önemlisi ve en çok etki yapanıdır. Karbon oranının artması ile çeliğin sertliği, dayanımı, su alma yeteneği artar. Buna karşılık sıcakta şekillendirme uzama, kaynak yapılma, talaşlı işleme yeteneği azalır. Çeliğin rutubete, asitlere, sıcak gazlara karşı korozif dayanımına herhangi bir etki yapmaz.
Mn – MANGANEZ
Manganez, çeliğin dayanımını akma sınırını, sıcakta şekillendirme ve kaynak yapılma yeteneğini yükseltir. ℅
Si – SİLİSYUM
Silisyum, çelik yapısında eser miktarlarda olsa her zaman, bulunan çelik üretiminde oksitsizleştirici olarak en çok kullanılan ve bir çok çeliklerde Alaşım elementi olarak yer alan (℅
P – FOSFOR
Hammaddelerde bulunması dolayısıyla üretim sırasında her zaman çelik yapısına geçen ve giderilmesine çalışılan zararlı bir elementtir. Yalnız otomat çeliklerinde, talaşları kırılgan yapması ve pik dökümlerinde akışkanlığı artırması bakımından fosfor oranı normalin üzerinde tutulur.
S – KÜKÜRT
Hammaddelerde bulunası dolayısıyla her zaman çelik yapısına geçen, çeliği gevrek ve kırılgan yapan, genelde zararlı ve giderilmesine çalışılan bir elementtir. Yalnız otomat çeliklerinde, talaşları kırılgan yapması bakımından kükürt oranı normal çeliklerdekinin çok üstüne yükseltilir.
Cr_ KROM 1920 ºC
Krom, bir çeliğin dayanma özelliğini artıran fakat buna karşılık, esnekliğini çok az bir dereceye kadar eksi yönden etkileyen bir alaşım elementidir. Krom, çeliğin sıcağa direncini artırır. Tufal yapmayı önler. İçinde yüksek oranda krom bulunması; çeliğin paslanmaya ve aşınmaya karşı dayanmasını artırır. Kromlu paslanmaz çeliklerde krom oranı arttıkça, kaynak edilebilme yeteneği azalır. Krom, en stabil karbürü meydana getirir. Çelikte beher % 1 oranındaki krom yüzdesi artışına karşılık, çekme direncinde yaklaşık olarak 8 — 10 kg/mm² lik artış görülür. Aynı oran içinde olmamakla beraber, akma sınırı yükselirse de çentik direnci düşer.
Ni _ NİKEL
Nikel, çeliğin direncini silisyum ve mangana kıyasla daha az artırır. Çelikte, nikel, özellikle kromla birlikte bulunduğu zaman, sertliğin derinliklere inmesini sağlar. Krom nikelli çelikler paslanmaz, tufallanmaya ve ısıya dayanıklıdır. Özellikle düşük sıcaklıklarda, makine yapı çeliklerinin çentik direncini artırır. Nikel, ıslah ve sementasyon çeliklerinin direncini artırdığı gibi, ostenitik çelikler, paslanmaya ve tufallanmaya dayanıklı çelikler için, uygun bir alaşım elementidir.
Mo_ MOLİBDEN 2610 ºC
Molibden, çeliğin çekme dayanımını özellikle ısıya dayanıklılığı ile kaynak edilme özelliğini artırır. Yüksek miktarda molibdenli çeliklerin dövülmesi güçleşir. Molibden, kromla birlikte daha çok kullanılır. Molibdenin etkisi wolframa benzer.
V_ VANADYUM 1730 ºC
Az miktarda katılan fakat büyük özellik değişimi sağlayan en önemli elementlerden biridir. Bilhassa darbe mukavemetini artırır, genellikle kesici uçların ömrünün uzun kesici olmasını sağlar.
W _ WOLFRAM
Müspet özellikleri olan kıymetli bir elemandır. Daha ziyade yüksek hız ve sıcak iş çeliklerinde kullanılır.
Pb _ KURŞUN
Yalnızca otomat çeliklerine (% 0,2 - 0,5) oranında katılır. İşlemede kolaylık ve temiz bir yüzey elde edilmesini sağlar, mekanik özelliklere pek etki etmez.
Br _ BOR
Çok düşük oranda (% 0,001 gibi) ilave edilse bile su vermede sertliğin derinlere erişmesine bilhassa sementasyon çeliklerinde merkez dayanımının artmasını sağlar.
Al _ ALÜMİNYUM
Alüminyum Nitrür veya dayanıklı çeliklerde, mıknatıs çeliklerinde az miktarda, kullanılan faydalı bir elementtir.
Cu _ BAKIR
Genelde özellikleri iyileştirir. Ancak özel olarak pek katılmaz. Dövmeyi zorlaştırdığı için istenmez.
Alaşım elementlerinin malzemenin yapısına katılması, malzemeye istenilen özelliği kazandırma noktasında bazen yetersiz olabilir. Bu durumda malzemeye çeşitli ısıl işlemler uygulanır. Şimdi kısaca malzemeye istenilen özelliği kazandırmak için uygulanan ısıl işlemlere değinelim
Civata ve Somun Çelikleri
DIN 1654-17240 kapsamına giren bu çeliklerin, bağlantı elamanlarının en geniş karakteristik grubunu oluşturan bu çelikleri birkaç bölümde incelemek mümkündür;
1.Grup: Düşük karbonlu olup düşük mukavemet gerektiren somun ve cıvata imalinde kullanılan DIN 17111 kapsamına giren çeliklerdir. Bu grup kitle çelikleri ile benzer olup talaşlı imalat ile şekillendirilebilir. Pek fazla ısıl işlem uygulanmaz. Piyasada soğuk çekilmiş şekilleri transnisyon diye bilinir.
2.Grup: Çeliklerin şekillendirilmeleri talaşlı imalat ağırlıklı olup bu tür çelikler DIN 1651 kapsamına giren otomat çelikleridir.
3.Grup: En önemlisi soğuk dövme ile şekillendirilen cıvata çelikleridir. DIN 1654 kapsamına giren çeliklerdir. Özellikle cıvata gibi soğuk işlemlerle üretilen parçalar için uygundur. Bunun için de bu tür çelikler; iç yapı temizliği yüzey temizliğini sağlayabilmek için özel ve sıkı denetimle üretilmeleri şarttır. İçerisinde P oranı sınırlı tutulmuş olup Cq 35 gibi sembolle belirtilir. Soğuk dövülebilme için sertlikleri düşürülür.
4.Grup: Sıcağa mukavim cıvata malzemeleri olup DIN 17240 normu ile belirtilir. Bu grup kapsamı 300-600ºC gibi sıcaklıklarda kullanılan bağlantı elemanları üretilen Cr-Mo ve Cr Mo V’lu
Çelik Nedir?
ÇELİK, bir Demir (Fe) Karbon (C) alaşımıdır. C’dan başka farklı oranlarda alaşım elementleri ve empürite elementler bulunur. Çeliğe farklı özellikler kazandıran içerdiği elementlerin kimyasal bileşimi ve çeliğin iç yapısıdır. Çeliğe değişik oranlarda alaşım elementleri katılabileceği gibi, çeşitli işlemler (ıslah, normalizasyon vs.) ile iç yapı da kontrol edilerek kullanım amacına göre değişik özelliklerde çelik elde edilir.
Manganez (Mn), Fosfor (P), Kükürt (S) ve Silisyum (Si) üretim sırasında hammaddeden kaynaklanan elementler olup, çelik bünyesinde belirli oranlarda bulunur. Diğer elementler ise (Cr, Ni vs.) ferro-alyajlar halinde istenilen miktarlarda çelik bünyesine ilave edilir.
Çelik demir cevherinden veya hurdadan geri dönüşüm ile iki şekilde üretilmektedir. Sıvı çelik üretildikten sonra döküm ile ingot olarak veya sürekli döküm yöntemi ile kütük veya blum olarak şekillendirilir.
Vasıflı Çelikler alaşımsız, düşük alaşımlı ve alaşımlı çelikler olup, kitlesel olarak üretilen çeliklerden bazı noktalarda ayrılmaktadır. Bu noktalar
- Üretim yön
- Üretim araçları,
- Alt limitlerde bulunan S, P ve diğer empüritelerin ile çözünmüş gaz miktarları.
Çelikler genel olarak aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır;
- Karbon ve alaşımlı çelik olarak bileşimlerine göre,
- Üretim yöntemlerine göre
- Son üretim yöntemine göre
- Ürün şekline göre
- Kullanım yerleri, üretim programları ve deoksidasyon durumlarına göre
Çeliklerin temel özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir;
• Çeliklerin büyük çoğunluğu ısıl işlemlere karşı duyarlıdır. Kimyasal bileşimin yanı sıra uygulanan ısıl işlemler sonucunda istenen sertlik, mekanik ve fiziksel özellik, elektriksel özellik, korozyona ve yüksek sıcaklığa dayanım özelliklerine tam olarak kavuşturulabilir.
• Çelikler yapılarının gerektirdiği sıcaklıklara kadar ısıtıldıklarında şekillenme özelliğine kavuşur. (Haddeleme, Presleme, Dövme)
• Ayrıca kimyasal bileşim ve iç yapı olarak uygun olan çelikler haddeleme, presleme gibi yöntemlerle soğuk olarak da şekillendirilebilir.
• Talaş kaldırıcı tezgahlarda işlenerek, istenilen şekil ve yüzey düzgünlüğüne getirilebilir.
• Kimyasal bileşim olarak uygun olan çelikler kaynak işlemi ile birleştirilebilir.
. Çeliklerin büyük bir bölümü çeşitli yöntemler ile metal ile kaplanmaya, emaye yapılmaya, boyanmaya ve plastik maddeler ile kaplanmaya elverişlidir.
Yorumlar
Yorum Gönder