ÇELİK NEDİR?

ÇELİK, bir Demir (Fe) Karbon (C) alaşımıdır. C’dan başka farklı oranlarda alaşım elementleri ve empürite (saf olmayan, kirlilik yaratan) elementler bulunur. Çeliğe farklı özellikler kazandıran içerdiği elementlerin kimyasal bileşimi ve çeliğin içyapısıdır. Çeliğe değişik oranlarda alaşım elementleri katılabileceği gibi, çeşitli işlemler (ıslah, normalizasyon vs.) ile içyapı 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 empüriteler 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 içyapı olarak uygun olan çelikler haddeleme, presleme gibi yöntemlerle soğuk olarak da şekillendirilebilir.

• Talaş kaldırıcı tezgâhlarda 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.

 

ULUSLARARASI 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=a. b c d e

a=Malzeme Cinsi (çelik için 1)

b=Çelik Türü

c=Çelik Türü (Alt Grup)

d e=Sıra No

 

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:

· Karbon Çelikleri

“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

Tanım

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

 

 

· Düşük Alaşımlı Çelikler

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.

 

 

· Yüksek Alaşımlı Çelikler

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– 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.

 

Çelik Türü Ana Grupları

Tanım

000 – 199

Karbon çelikleri, karbon ve manganlı çelikler

200 – 240

Otomat çelikleri

250 – 299

Silisyum ve manganlı yay çelikleri

300 – 499

Paslanmaz çelikler, ısıya dayanımlı çelikler

500 – 999

Alaşımlı çelikler

Harfler

Tanım

 

A

Kimyasal analizi istenilen aralıklarda

 

H

Sertleşebilir eğrisi istenilen sınırlar arasında

 

M

Mekanik özelliklere ait değerler istenilen sınırlar arasında

 

S

Paslanmaz çelikler

 

 

Uluslararası Çelik Yapım Standartları

 

DIN EN  Çelik Kaliteleri

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