Çelikler, işlemler, Standartlar
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;',
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 yöntemi,
- 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.
|
ULUSLAR ARASI ÇELİK STANDARTLARI
TS – Türk Standartları
Çeliklerle ilgili Türk Standartları’nın hazırlanmasında DIN-Alman Standartları esas alınmış olup, Alman Standartları bölümünde yer alan açıklama ve örnekler Türk Standartları için de geçerlidir.
DIN – Alman Standartları
Alman Standartlarında malzeme tanımlaması için 3 değişik sistem kullanılmaktadır.
- Malzeme Numarası
- Çeliğin çekme dayanımına göre kısa işareti
- Çeliğin kimyasal analizine göre kısa işareti
|
- Karbon Çelikleri
- Düşük Alaşımlı Çelikler
- Yüksek Alaşımlı Çelikler
Malzeme Numarası |
Malzeme Numarası | X . X X X X
X . X X X X
|
Malzeme Cinsi (Çelik için 1) Çelik Türü Çelik Türü (Alt Grubu) Sıra Numarası |
|
Çeliğin Çekme Dayanımına Göre Kısa İşareti :
Çeliğin minimum çekme dayanımı (Kgf/mm2) esas alınarak gösterilir.
Örn : St 37
En az 37 Kgf/mm2 veya 370 N/mm2 çekme dayanımına sahip olan çeliği tanımlar.
Çeliğin Kimyasal Analizine Göre Kısa İşareti :
“C” ön harfi ile tanımlanır ve “C” harfinden sonra gelen sayı yüzde C miktarının 100 katını gösterir.Ayrıca diğer özellikler “C” harfinden sonra k, m, q ve f harfleri konularak tanımlanmaktadır.
HARFLER | TANIM |
Ck | Genel amaçlı kaliteli karbon çelikleri( Düşük P ve S) |
Cm | Kükürt miktarı belli sınırlar içerisinde olan ıslah edilebilir karbon çelikleri |
Cq | Soğuk şekillendirilebilir karbon çelikleri |
Cf | Alevle ve indüksiyonla yüzeyi sertleşebilir karbon çelikleri |
Alaşım elemanlarının ağırlık olarak toplam miktarı %5 veya %5’ ten az çeliklerdir. Bu çeliklerin kısa işaretindeki ilk rakam Karbon miktarının 100 katı olup, bu sayıdan sonra alaşım elementi veya elementlerinin sembolleri ile daha sonraki sayı ve sayılarla da alaşım elementinin yüzde olarak ağırlıkları verilmektedir. Bu sayılar aşağıdaki alaşım elementi çarpanına bölünerek o elementin yüzde ağırlığı bulunur.
Cr, Mn, Si, Ni, Co, W için “4”
Al, Cu, Pb, Mo, V, Ti, Zr, Ti, T için “10”
C, S, P, N için “100”
B için “1000”
Örnek : 41Cr4
41 sayısı; 41/100 = 0,41 ortalama % C miktarını,
4 sayısı; 4/4 = 1 ortalama % Cr miktarını ifade eder.
Alaşım elementlerinin ağırlık olarak toplam miktarı %5’ten fazla olan çeliklerdir. Yüksek alaşımı belirlemek için tüm ifadenin başına bir “X” işareti konulmuştur. “X” harfinden sonra gelen sayı ortalama C miktarının 100 katıdır. Bu sayıdan sonra alaşım elementlerinin sembolleri ile bunların yüzde olarak ağırlıklarının miktarları verilir. Tüm alaşım elementlerinin çarpanları “1” olarak kabul edilir.
Örnek : X20Cr13
20 sayısı; 20/100 = 0,20 ortalama % C miktarını,
13 sayısı; 13/1 = 13 ortalama % Cr miktarını ifade eder.
SAE / AISI – Amerikan Standartları
SAE ve AISI sistemlerinde malzemenin kısa işareti 4 veya 5 haneli sayı sistemi kullanılarak yapılır. 5 haneli sayı sistemi %C miktarı 1’in üzerinde olduğu zaman yapılır. İlk 2 rakam çelik türünü, diğer 2 veya 3 rakam ise %C miktarının 100 katıdır.
AFNOR-FRANSIZ– Fransız Standartları
Çeliğin Çekme Dayanımına göre kısa işareti (Örn:A35)
Çeliğin kimyasal analizine göre kısa işareti
Isıl işlem uygulanabilen C çelikleri (CC işareti ile ifade edilir)
Isıl işlem uygulanması gereken C çelikleri (XC işareti ile ifade edilir)
Düşük alaşımlı çeliklerin ifade şekli DIN normundaki gibidir. Alaşım elementlerini ifade eden harflerden bazıları değişir fakat alaşım elementi çarpanları DIN normundaki gibidir.
Yüksek alaşımlı çeliklerde DIN normundaki “X” ibaresinin yerini “Z” harfi alır. Alaşım elementleri çarpanları ise DIN normundaki gibi “1” dir.
BS– İngiliz Standartları
BS standartlarında çeliklerin kısa işaretleri, kimyasal analizlerine göre altı (6) haneli sayı sembol sistemi kullanılarak verilir.İlk üç hane Çelik türü ve ana grubunu, ortadaki hane çeliğin özelliğini belirten harf ve son iki hanede %C miktarının 100 katını ifade eder.
ULUSLAR ARASI ÇELİK YAPIM STANDARTLARI |
DIN | EN | ÇELİK KALİTELERİ |
17100 | 10025 | Genel Yapı Çelikleri |
17200 | 10083 (Bölüm 1&2) | Islah Çelikleri |
| 10083 (Bölüm 3) | Borlu Çelikler |
17210 | 10084 | Sementasyon Çelikleri |
17212 | | Alev ve İndüksiyonla Sertleştirme Çelikleri |
17221 | | Islah Edilebilir Yaylık Çelikler |
17230 | | Rulman Çelikleri |
17350 | | Takım Çelikleri |
17440 | 10088 | Paslanmaz Çelikler |
1651 | 10087 | Otomat Çelikleri |
Yapı Çelilkeri Kalite ve Dil Tablosu |
MALZEME NO | DIN | SAE/AISI | AFNOR | UNI | BS | JIS | EN | GOST |
1.0038 | St 37-2, S235JRG2 | | E24-2NE | Fe 360 B | Fe 3610B | | | St3ps |
1.0570 | St 52-3, S355JO, S355J2G3 | | E36-3, E36-4 | Fe 510 B, C, D | Fe 510 D 1 FF | SM490 A, B, C | | 17GS |
1.0060 | St 60-2, E335 | A572Gr-65 | A 60-2 | Fe 60-2 | Fe 590-2FN | SM 570 | | St6ps |
1.0070 | St 70-2 | | A 70-2 | Fe 70-2 | Fe 690-2FN | | | St0 |
1.1170 | 28Mn6 | 1330 | 20M5 | C28Mn | 150M19
150M19
| SCMn1 | 28Mn6 | 30G |
1.1231 | Ck67 | 1070 | XC68 | C70 | 060A67 | S70C | 2C67 | 65G |
1.0035 | St 34-2 | | A33 | Fe 320 | Fe 310-0 | | | |
1.0144 | St 44-3 | A573Gr-70 | E 28-3 | Fe 430B, Fe 430C | Fe 430 D1FF | SM 400 A, B, C | | St4kp |
SOĞUK ÇEKME
Soğuk çekme işlemi ile,
Sıcak haddelenmiş malzemelerin daha dar toleranslara getirilmesi, Sıcak haddeye göre daha üstün yüzey kalitesinin elde edilmesi, Malzemeye soğuk deformasyon uygulanmasıyla, malzemenin sertliğinde ve mukavemetinde artışlar sağlanmaktadır.
|
Soğuk çekme işlemi ağırlıklı olarak St 37-2 ve otomat çeliklerine uygulanmaktadır. Hassas tolerans ve yüzey kalitesi istenen uygulamalarda, diğer çelik kaliteleri de soğuk çekilebilmektedir. Soğuk çekmeyle genellikle ISO h11 ölçüsel toleransları sağlanmaktadır.
KABUK SOYMA + DOĞRULTMA veya KABUK SOYMA + TAŞLAMA
Kimi uygulamalarda, özellikle helisel yay, denge çubuğu üretimi ve malzeme yüzeyine kaplama yapılacak malzemelerde kılcal çatlaklardan arınmış ve pürüzsüz bir yüzey elde edilmesi gerekmektedir.
Soğuk haddelemeyle sıcak hadde sonrası oluşan kılcal çatlaklar yüzeye sıvanmaktadır. Kabuk soyma işlemi ile kılcal çatlaklar yüzeyden giderilir. Doğrultma ile de kabuk soyma işlemi sırasında malzemede doğrusallık sağlanırken yüzeyinde oluşan kabuk soyma izleri de giderilir. Kabuk soyma + doğrultma işlemiyle genellikle h11 toleransında çalışılabilmektedir. Kabuk soyma ve doğrultma tezgahlarının kapasitelerine ve özelliklerine bağlı olarak daha hassas toleranslarda da çalışılabilmektedir.
Daha hassas ölçü ve yüzey kalitesi istenen üretimlerde ise kabuk soyma+doğrultma sonrası malzemelere taşlama işlemi de uygulanmaktadır. Elde edilen toleranslar h11’den daha hassas olan h10, h9, h8 veya isteğe bağlı olarak daha hassas toleranslar olabilir.
ISIL İŞLEM
Çeliklerin büyük çoğunluğu, içerdiği elementlere bağlı olarak ısıl işlemlere karşı duyarlıdır. Kimyasal bileşimin yanı sıra uygulanan ısıl işlemler sonucunda istenen sertlik, mekanik ve fiziksel özellik değerlerine ulaşılabilir.
Isıl işlemler çok çeşitli olup hem hammaddeye, hem de bitmiş ürünlere uygulanabilir. Genel olarak çelik hammaddelere uygulanan ısıl işlemler, ıslah, normalizasyon, yumuşatma tavlaması, küreselleştirme tavlaması, izotermik tavlama ve soğuk kesilebilirlik tavlaması olarak değerlendirilebilir.
TAMAMLAMA İŞLEMLERİ
Sıcak haddelenmiş malzemeye uygulanan, TAMAMLAMA işlemleri aşağıdaki gibidir;
Yuvarlak ve kare ürünlerin yüzeylerinde bulunan tufal tabakasının temizlenmesinde kullanılır. Kumlama ile tufalsiz temiz bir yüzey elde edilir. Kumlama sonrası üstün bir yüzey temizliği kalitesi olan A Sa 2,5 yüzey temizliği kalitesinde malzemeler üretilir.
Malzeme doğrultma topları arasından geçirilerek, üç noktada malzemeye kuvvet uygulanır ve doğrultulur. Ayrıca malzeme döndürülerek malzeme uzunluğunca doğrultmanın homojen yapılması sağlanır. ÇEMTAŞ doğrultma makinesinin diğer bir özelliği de yüzeydeki tufali kırarak atabilmesidir. Bu sayede malzeme doğrultulduğu gibi, aynı zamanda tufalden de arındırılmış olmaktadır. Doğrultma işlemiyle Ø 16-120 mm. arasındaki malzemeler 1 mm/m hassasiyetinde doğrultulmaktadır.
10-100 mm. çapındaki sıcak haddelenmiş çelik çubukların yüzey hatalarının kontrol edilmesinde kullanılır. Kumlanmış ve doğrultulmuş malzemelerin yüzeylerindeki 0,1 mm. derinliğe kadar olan boyuna hataları tespit eder. Hata üzerine boya püskürtülerek hatalar malzeme üzerinde gösterilir. Taşlama ile giderilen hatalı malzemeler tekrar teste alınarak kontrol edilir. Sağlam olan çubuklar müşteriye sevk edilir.
Manyetik alan değişiminin algılanması prensibi ile çalışır. Test cihazının döner kafası üzerindeki iki adet kafa tarafından manyetik alan oluşturulur. Oluşturulan manyetik akı herhangi bir süreksizlik ile karşılaştığında bu süreksizliğin etrafından dolaşır. Manyetik alandaki bu değişiklik test cihazının probları tarafından algılanır ve elektrik sinyallerine dönüştürülür. Varolan çatlağın derinliği algılanan sinyalin şiddetine göre tespit edilir.
Malzemenin iç yapısında bulunan hataların (kalıntı, boşluk, çatlak) tespitinde kullanılır. Makinaya Ø 10-110 mm. çapa sahip malzemeler girebilir. Ultrasonik ses dalgalarının yüzeyde ve iç yapıda bulunan hatalardan yansıma prensibi ile çalışır. Ses dalgaları herhangi bir süreksizlik ile karşılaştığında hatadan yansır ve proba geri döner. Geriye dönen dalgaları algılayan problar da hatayı tespit eder.
Sevkiyata hazır hale getirilen bütün malzemelerin müşteriye sevk edilemeden önce kimyasal analiz bazında kontrol edilir. Yüzey çatlak ve ultrasonik iç hata testinden geçen bütün malzemeler çubuk bazında %100 seyyar spektro ile kontrol edilir ve müşteriye %100 kontrol edilmiş ürünler sunulur.
CAD-Cam
Makina Magazin Makale
5-12-2006
Views: 6147