İmalat Çelikleri ve Özellikleri
İmalat çelikleri, düşük mukavemet değerleri ile dikkat çeker ve dünya genelinde en çok üretilen çelik türleri arasında yer alır. Bu çelikler, özellikle su verilmiş ve temperlenmiş çelikler olarak sınıflandırılır ve hem alaşımsız hem de alaşımlı yapı çeliklerini kapsar. Maksimum sertlikleri büyük ölçüde karbon içeriğine bağlıdır.
İmalat çelikleri, farklı sektörlerde birçok amaç için kullanılır ve başlıca kullanım alanları şunlardır:
- Miller
- Civatalar
- Dişliler
- Akslar
- Pimler
Bunların dışında kalıp, kanca ve benzeri parçaların üretiminde de tercih edilir. Sade karbon çeliği, yüksek karbon içeriğine sahip olup, haddelenmiş durumda orta derecede mukavemet ve sertlik gösterir. Soğuk işleme ile daha da sertleştirilebilir ve güçlendirilebilir. Ayrıca iyi işlenebilir, sünek ve kaynaklanabilir bir malzemedir.
İçindekiler
- Alaşımlı ve Alaşımsız Çelikler
- Alaşımsız Çelikler Hakkında Bilmeniz Gerekenler
- İmalat Çeliklerinin İçerik Yapısı
- İmalat Çeliklerinin Kullanım Koşulları
- Tavlama ve Sertleştirme
Alaşımlı ve Alaşımsız Çelikler
Alaşımsız su verilmiş ve temperlenmiş çelikler, daha düşük yükler için uygundur. Buna karşın alaşımlı su verilmiş ve temperlenmiş çelikler, yüksek dinamik ve statik yükler için tercih edilir. Çelik kalitesinin seçiminde dayanım ve süneklik gereksinimleri belirleyici olup, bileşen boyutları da dikkate alınır.
İmalat çelikleri, sertleşmeye uygun olmaları, orta derecede mekanik özellikleri, işlenebilirlik ve kaynak kabiliyetlerinin düşük karbon çeliklerine göre daha sınırlı olmasıyla öne çıkar. Ayrıca, bu çelikler sementasyon işlemi için uygundur; burada düşük karbonlu yapı önemlidir.
Alaşımsız Çelikler Hakkında Bilgi
Alaşımsız çelik, üretim sırasında başka elementler eklenmemiş çeliktir. Eritme işlemiyle, metal cevherindeki safsızlıklar giderilir ve karbon içeriği yaklaşık %1’e düşürülür. Alaşımsız çelik, sadece demir ve az miktarda karbon içerdiği için dayanıklılığı ve esnekliği sınırlıdır. Bu nedenle tavlama ve temperleme gibi ısıl işlemler uygulanır.
Tempering (temperleme), çeliğin kaynak sırasında çatlamaya karşı hassasiyetini azaltmak için yüksek sıcaklıkta ısıtılması işlemidir.
İmalat Çeliklerinin İçerik Yapısı
İmalat çelikleri genellikle %0,20 ila %0,70 karbon içerir. Bu oran, çeliğin yüksek derecede sertleşebilir olmasını sağlar. Mekanik özellikler, uygun yumuşaklık değerleri ile birlikte, su verme ve temperleme işlemleriyle elde edilir.
Çeliğin tüm enine kesiti boyunca tutarlılığı sağlanmalıdır. Karmaşık şekilli parçalar için su verme ve temperleme sonrası malzemenin yavaş soğutulması, çatlama veya eğilme riskini azaltır. Alaşımlı çelikler, alaşımsız muadillerine göre bu tür problemlere daha az duyarlıdır.
İmalat Çeliklerinin Kullanım Koşulları
Sade karbon çeliği, tavlanmış halde iyi şekillendirilebilir ve işlenebilir. İmalat çeliklerinde işlenebilirlik derecesi 70 olarak kabul edilir. Bu çelikler, tüm standart kaynak yöntemleriyle kaynaklanabilir. Ağır bölümlerin kaynak öncesi 149–260°C’de ön ısıtılması ve ardından 593–649°C’de son ısıtma yapılması önerilir.
İmalat çelikleri 816–871°C’de ısıl işleme tabi tutulur ve suyla soğutulur. Sonrasında tavlama işlemi uygulanır. Dövme işlemleri 982–1260°C’de gerçekleştirilir. Tavlanmış çelik, geleneksel yöntemlerle soğuk işlemeye uygundur. Tavlama sonrası tam tavlama veya gerilim giderme tavlaması gerekebilir.
Tavlama ve Sertleştirme İşlemleri
Karbon çelikleri, ana alaşım elementi olarak karbon içerir ve %0,4’e kadar silikon, %1,2’ye kadar manganez bulundurabilir. Ayrıca bakır, molibden, alüminyum, krom ve nikel gibi kalıntı elementler de bulunabilir.
- Tavlama: Sade karbon çeliği 871–982°C’de tavlanır ve fırında yavaşça soğutulur.
- Gerilim giderme tavlaması: 538°C’de uygulanabilir.
- Sertleştirme: Isıl veya soğuk işlemle sağlanır.
Bu işlemler, çeliğin mekanik dayanıklılığını artırırken, işlenebilirliğini ve performansını optimize eder.