ÇELİKLERİN GENEL OLARAK SINIFLANDIRILMASI

                Çeliklerin incelenmesini kolaylaştırmak ve daha yakından tanımak için bazı ortak özellikler göz önüne alınarak çeşitli sınıflandırmalar yapılır.

1 ) Çeliklerin üretim yöntemleri

                  Çelik üretiminde kullanılan başlıca önemli yöntemlerle , bu yöntemler sonucunda üretilen çelikler:

 a ) Bassemer ve Thomas çelik yöntemleri.

 b ) Sımens – Martin çelik üretim yöntemleri.

 c ) Elektrik ark ve elektrik endüksiyon çelik üretim yöntemleri.

 d ) Pota  içerisinde çelik üretim yöntemleri.

 e ) Oksijenli konverter çelik üretim yöntemleri.

 f ) Vakum çelik üretim yöntemleri.

2 ) Kullanılma  alanlarına göre çelikler.

        Tüm metalurji  sanayiinde bugün için üretilen çelikler mutlaka belli bir amaçta kullanılmak için üretilmezler  ancak yinede belli işlerde kullanırlar. Burada yalnızca sayılmaya değer nitelikte kullanılmak olanlarından söz edilecektir.

a : Yapı çelikleri

b : Takım yapım işleri

c:  Soğuk ve sıcak işlerde: Soğuk iş

d:  Hızlı kesme işlerinde kullanılacak çelikler

e: Yay yapımında kullanılacak çelikler

f:  Yüksek sıcaklıkların bulundugu ortamlarda kullanılacak çelikler

g: Dış etkilere maruz yerlerde ve deniz ortamında kullanılacak çelikler

3 ) Alaşım durumlarına göre çelikler

             Çeliklerde alaşımsız demek onun sadece demir elementinden ibaret oldugu anlamına gelmez . Tüm çeliklerde demirle birlikte karbon elementi bulunur .Bunun dışında bir element yapıya girecek olursa alaşımlı çeliklerden söz edilir.

Alaşım durumuna göre çelikler  üç’e ayrılır      

a ) Sade karbonlu çelikler

b ) Düşük ve orta alaşımlı çelikler

c ) Yüksek alaşımlı çelikler 

4 ) Ana katkı maddesine göre çelikler

      Burada çeliğe ana kütle içerisinde miktarı en çok element adını verir.

a ) Karbonlu çelikler

b ) Manganlı çelikler

c ) Kromlu çelikler

d ) Nikel çelikler

e ) Krom Nikel çelikler

f ) Volframlı çelikler

g ) Vanadyumlu çelikler

5 ) Dokusal durum ve metalografik yapılarına göre çelikler :

Burada ana kütleyi oluşturan yapı  çeliğe adını verir

   a ) Ferritik çelikler

   b ) Ferritik ve Perlitik çelikler

   c ) Perlittik çelikler

   d ) Östenit çelikler

   e ) Mortenzitik çelikler

   f ) Ledeburitik çelikler

   g ) Beynitik çelikler

6 ) Kalite durumlarına göre çelikler

     a ) Kütle çelikler 

     b ) Kalite çelikler

     c ) Soy(asal) çelikler  olmak üzere üç çeşittir

7 ) Fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre çelikler

    a ) Isıya dayanıklı çelikler

    b ) Manyetik çelikler

    c ) Korozyona dayanıklı çelikler

   d ) Paslanmaz çelikler

8 ) Sertleştirme ortamlarına göre çelikler

   a ) Su çeliği

   b ) Yağ çeliği

   c ) Hava çeliği

ÇELİKLERLE İLGİLİ BAZI ÖNEMLİ BİLGİLER

1- SADE  KARBONLU ÇELİKLER

      Bunlar yapılarında az miktarda mangan silisyum oksijen azot ve kükürt gibi çelik üretim yöntemlerinde3n gelen elementler bulunduran demir karbon alaşımlarıdır.

     Sade karbonlu çelikler ucuz ve kolay şekillendirilebilirler. Mekanik özellikleri yapılarında  bulunan karbon oranına bağlı olarak değişir. Bu gün için demir çelik endüstrisinde üretilen çeliklerin 10 da 9 una yakını sade karbonlu çeliklerdir sertleşme yetenekleri azdır, sertleştirme işlemlerinden sonra parçada çatlama ve çarpılmalar  meydana gelir. Kalın kesitli parçalar ise istenilen düzeyde sertleştirilemezler. Korozyonik ortamlara dayanıksızdırlar ancak alevle ve indüksiyonla yüzey serleştirilme yapılabilir. Yapılarındaki karbon oranlarına göre sade karbonlu çelikler 3 kısıma ayrılırlar.

1 ) Düşük karbonlu çelikler    : %0,05 -  0,3 karbon içerir.

2 ) Orta karbonlu çelikler       :  %0,3 – 0,8  karbon içerir .

3 )  Yüksek karbonlu çelikler : % 0,8 -  1,7 karbon içerir.

   Yine aynı çelikler Ötektoit altı çelikler %0,05 – 0,8  ötektoit üstü çelikler % 0,8 – 1,7 olarak ta adlandırılmaktadırlar.

Az karbonlu çelikler sertleştirilemezler bunların uygun yöntemlerle yüzeylerin sertleştirilmesi mümkündür. Orta karbonlu çelikler ısıl işlemlere oldukça yatkındır dayanımları az karbonlu çeliklere oranla  daha iyidir yüksek karbonlu çeliklerin sünekliliği azdır. Kesilmeleri ve işlenmeleri güçtür. Talaş kaldırma işlemine yumuşatma tavlaması ile yatkınlık kazandırılabilir.

2-      Alaşımlı çelikler

      Sade karbonlu çeliklerin kullanılma alanları sınırlıdır. Buralarda derinliğine sertleşme ve korozyona dayanma özellikleri iyi değildir. Bu özelliklere ulaşabilmek için çeliklere alaşım yapılması gerekir. Çeliğe bazı alaşım elementlerinin katılması çeliğin  çeşitli özelliklerini geliştirir

  Örnek : çelikte sertleşme esnasında çatlama ve çarpılmalara mangan molipten katılarak azaltılır. Bu elementler sayesinde mukavemet özelliği artar. Korozyona karşı daha dayanıklı olurlar.

3-       Su yağ ve hava çelikleri :

      Burada hava ,su ve yağ kelimeleri ile o çelik için uygun olan sertleştirme ortamı  kastedilmektedir. Sade karbonlu çeliklerle bazı cins çelikler, AC 3 (911 C’  ) su ile soğutulursa sertleştirilirler. Aksi taktirde sertleşmezler.

Bu nedenle bu çeliklere su çelikleri adı verilir.

Örnek:  %1 karbon ve %0,25 mangan' lı bir su çeliği ele alalım bu çelik ağaç matkapları, freze bıçakları el keskisi testere ve küçük makasların yapımında kullanılmaktadır.

         Yapılarında %1 den fazla manganez bulunduran çelikler bazı özel çelikler. Aşırı soğutma hızlarına dayanamaz ve çatlarlar bunu önlemek için böyle çeliklere yağ ve su verilir.

         Hava çelikleri adı altında genellikle yüksek alaşımlı (katkılı) çelikler anlaşılmaktadır. Bu çeliklerin sertleştirilmeleri çok iyi olup hava veya uygun gaz akımı ile soğutularak kolayca su verilebilirler.”

4 ) Seri çelikleri  :     Yüksek kesme hızlarında çalışan kesici takımların yapımında kullanılan çeliktir. Hava çeliğinden farklı olarak kesme yeteneğine sahip bir çeliktir. Bu çeliklerle 50 m/dk hızda kesme işlemleri yapılabilir. Kesici uç tavlama sıcaklığına kadar, ısıtılırsa bile kesmeye devam eder.

       Hız çeliklerinin bileşimleri genellikle %0,6 –0,8 karbon %3-5 krom ve %14-20 wolframdan ibarettir. Bunların dışında yapıda vanadyum, kobalt ve molipten elementleri bulunabilir. vanadyum seri çeliklerin kesme özelliğini düzeltmek ve iyileştirmek havada sertleşme özelliğini arttırmak için katılır. Molibden çeliği kırılgan yapsa da çelik karbon elementi bakımından korunur. Bu element fazla aşındırıcı malzemelerin kesilmesine iyi gelir. Kobalt elementi üstün seri çeliklere katılır.

          Seri çeliklerde ısıl işlem 1150-1350 C gibi oldukça yüksek sıcaklıklarda yapılır. Parçalar özenle 850 C  ye kadar ısıtılırlar. Böylece oksitlenme engellenerek tavlama sıcaklığına ulaştırılırlar. Sonra soğutma ve serleştirilme  işlemi yapılır. Soğutma havada ve yağda  devam edebilir.

En çok kullanılan seri ( hız çelikleri )  türleri aşağıdaki tabloda vardır.

Paslanmaz çelikler:

      Bunlar çevresel etkilere dayanıklı çeliklerdir bu özellikleri birleşimlerinde bulunan kromdan meydana gelir. Paslanmanın dışında başka özelliklerinde arzulandığı durumlarda kromla birlikte alaşıma başka elementlerde katılmaktadır. Bu elementler nikel molipten ve manganezdir.

       Sertleşebilen paslanmaz çelik bileşiminde %13-14 krom bulundurur. Krom alaşımlı çeliklerin korozyona dayanıklılığı krom elementinin varlığı ile çelik yüzeyinde ince bir oksit katının oluşması ile izah edilir. Bu kat demiri dış etkilerinden korur.

ÇELİKLERİN STANDARDİZASONU  (NORMLAŞTIRILMASI)

Standardizasyon ; Belirli biçim, ölçü, kalite, bileşim ve şekillere bağlama anlamına gelir

     Yapılacak her üretimin bu açılardan aynı özellik ve benzerlikte olması teknikte en çok istenilen hususlardandır. Bugün için endüstride üretilip' de standardizasyona girmeyen bir ürün yoktur. Çelikte bir endüstri ürünü olup standardizasyonu teknikte büyük önem taşır. Çeliklerin normlaştırılması çeliğin kimyasal bileşimi özellikleri ve kalitesinden hareket edilir.

ÇEŞİTLİ ULUSLARIN ÇELİK STANDARDİZASONLARI

     Geliştirilmiş yada gelişmekte olan her ulus kendi bünyelerinde uygun belirli çelik standartları geliştirmişlerdir dolayısıyla dünya standartları ülkeden ülkeye büyük farklılıklar göstermektedir. Bunun dışında aynı ülkede birkaç ayrı standardında kullanıldığı durumlarda vardır.

        Gelişme yolunda büyük atılımlar yapan kendi ülkemizde de hala endüstrimizin muhtelif kollarında kullanılmakta olan standarda rastlanılmaktadır. Bunlar arasında en yaygın olanlar ( T.S.E. –M.K.E) ve ETİNORM (eti banka ait standardizasyon ) ancak bunların içerisinde en önemlisi  ( T.S.E.) dır.

Önemli sayılabilecek çeşitli uluslardaki standartlar aşağıda verilmiştir.

Türk çelik standardı ( TSE  1111 ) :

         Türk çelik standardı ilk bakışta fazla ayrıntılı gibi görünse de  gelişen endüstri ayrıntılı bilgi ve kavramlar gerektiğinden gelecek açısından sevindiricidir. Ülkemizde endüstrinin büyük bir kesimi ısrar derecesinde hala yabancı normları kullandığından bizim kendi normumuz olan  T.S.E.  ters gelmektedir. Aşağıdaki T.S.E. çelik normuna ait çelik normları verilmiştir.

I.                    Grup : Kütle ve kalite çelikleri

II.                 Grup : Asal (soy) çelikler ki buda kendi arasında alaşımsız asal çelikler ve alaşımlı asal çelikler olmak üzere 2 ye ayrılır.

4-) I  Kütle çeliklerin gösterilmesi :

(00)   : Genel amaçlar için kullanılan adi çelikler.

(01)   :  Genel yapı çelikleri.

(02)   : Genel yapı çelikleri dışında kalan çelikler

(1-2)  İlerde geliştirilecek çelikler için

(5)     Siemens martin çeliği (kaynar dökülmüş)

(6)     Siemens martin çeliği (sakin durgun dökülmüş )

(7)     Oksijen konvertör çeliği (kaynar dökülmüş)

(8)     Oksijen konvertör çeliği (sakin durgun dökülmüş)

(9)     Elektrik ark ocağı çeliği (sakin durgun dökülmüş)

(0)   işlem görmemiş veya biçimlendirildikten sonra belirli bir ısıl işlem gerektirmeyen çelikler.

(1)   Normalleştirme tavı görmüş çelik

(2)   Yumuşatma tavı görmüş çelik

(3)   İyi talaş kaldırma özelliği kazandırmak için ısıl işlem yapılmış çelik

(4)   Yüksek sıcaklıklarda menevişlenmiş çelik

(5)   Islah (düzeltme)tavı görmüş çelik

(6)   Menevişlenmiş çelik

(7)   Soğuk biçimlendirilmiş çelik

(8)   Yay sertliğinde soğuk biçimlendirilmiş çelik

(9)   Özel koşullara göre işlem görmüş çelik

1  01  12  6  1            

                                 1 Normalleştirilme tavı görmüş çelik

                                 6 Siemens-Martin çeliği (sakin dökülmüş)

                               12 Genel yapı çeliklerinin 12’ncisidir.

                               01 Genel yapı çelikleri

                                 1 Çelik

1  72  14  9  4

                                              4 Yüksek sıcaklıkta menevişlenmiş

                                              9 Elektrik ark ocağı çeliği (sakin dökülmüş)

                                            14 Alaşımlı asal çeliği.Makine yapı çeliğinin 14’ncüsü.

                                            72 Alaşımlı asal çeliğin makine çeliği

                                  1 Çelik

TSE Çelik norm örnekleri

Kütle çeliği sınıfının kısa gösterilişi:

Bu sınıf çeliklerin gösterilmesinde önce Fe (demir) ibaresi yazılır. Sonrada bunu çeliğin çekme dayanımı takip eder.

MASy Fe 42 Nr : Çekme dayanımı 42 kg/mm² asidik Siemens – Martin yarı sakin dökülmüş normalleştirilme tavı görmüş genel yapı çeliği

Kalite Çeliklerinin Kısa Gösterilişi:

a)      Sade karbonlu (C) kalite çelikleri:

Bu çeliklerde karbon “C” sembolünden sonra ortalama C oranını veren sayı gelir.

C15=%0,15 C’lu sade karbonlu kalite çelikleri

b) Mekanik    :  

Özelliklerin önemli ve esas olduğu hallerde; Mekanik işlemlerde belirtilir bunun için tablodan yararlanılır.

Örnek: Fe  60-2=Çekme duyanımı 60 kg/mm² katlama ve şişirme deneyi görmüş çelik

OSC 35-3:0,35 karbon oranlı %0,35 olan sakin dökülmüş vurma dayanımı görmüş oksijenli konverter çeliği

c)      Otomat Çeliklerinin Kısa Göstergesi

Yapıların da Kükürt (S)elementi bulunan talaş kaldırmaya elverişli çeliklere otomat çelikleri denir. Bu çeliklerde kükürt dışında kurşun (Pb) ve mangan elementleri de bulunur.

Otomat çeliklerinin kısa gösterilmesi için C oranını veren ilk sayıdan sonra kükürt sembolü “S” daha sonra varsa diğer katık elementlerinin sembolleri ve nihayet kükürt miktarını belirten başka bir sayı kullanılır.

Örnek: C 45 S 20: % 45 C’lu % 20 S’li otomat çeliği

C15 S N B 23: %15 C’lu % 23 S’li az miktarda Mn ve Pb’li otomat çeliği

Alaşımlı kalite çeliklerinin gösterilmesi

Alaşımlı kalite çeliklerinin gösterilmesinde yukarıdaki örneklerde görüldüğü gibi C miktarını gösteren rakam sonra alaşım elementlerinin önem sırasına göre simgeleri ve en sonrada alaşım elementlerinin miktarlarını veren sayılar bulunur.  Bu sayılar aşağıdaki tablodan yararlanılarak elde edilir.

Cr,Co,Mn,Ni,Si, W                            dörde bölünür.

Al,Be,Cu,Mo,Nb,Ta,Ti,Zr,V               ona bölünür.

P,S,N,Ce,C                                        100’e bölünür.

B                                                        1000’e bölünür.

C20 Mn5 alaşımlı kalite çeliği: %20 C’lu %1,25 Mn’li

Alaşımsız asal çeliklerin gösterilişi

a) Sade karbonlu çelikler:

C harfi önüne 100' ile çarpılmış C değeri konularak kısa formül elde edilir.

C100: C% 1

b)  Alaşımsız asal çeliklerin bileşiminde fosfor(P) ve kükürt (S) oranları 0,035’in altında kalıyorsa C işaretinin yanına K harfi konularak bu çelik kısa şekilde sembolleştirilir.

Ck 35:C%35 olan 0,035 P ve S bulunan asal çeliktir.

c)      Yüzeyi sertleştirilebilir çeliklerde :

C elementinin yanına F harfi konur

Örnek: Cf 60: C oranı % 0,60 olan yüzeyi sertleştirilebilen alaşımsız asal çelik

  d)   soğuk biçimlendirmeye elverişli:

 çeliklerde C simgesinin yanına q simgesi konur

örnek: Cq 35 alaşımlı asal çelik: C oranı % 0,35 olan soğuk biçimlendirilmeye elverişli alaşımlı asal çelik.

  e)   Takım çeliklerinin türleri için:

C elementini gösteren simgeden sonra T1,T2,T3 simgeleri gelir.

örnek: C83 T2 =% 0,83 C’lu T2 türünde alaşımsız asal çelik.

Az alaşımlı asal çeliklerin gösterilmesi

           Az alaşımlı asal çeliklerin kimyasal bileşimlerine göre adlandırılırlar. Kısa göstermelerde mutlaka tüm özelliklerinin belirtilmesi gerekmez. Ancak yanlışlığa yol açmamak için bir sıra takip edilmelidir. Önce üretim şeklini veren semboller, ikinci sırada C tanıtma sayısı, üçüncü sırada alaşım elementlerini tanıtma sayısı, dördüncü sırada işlem durumlarını gösteren semboller gelir.

Elementler alfabetik sıraya göre sıralanır.

Örnek: C25 Cr Mo 5 6 İs Gt 65 alaşımlı kalite çeliği

C oranı %25 olan 1,25 Cr’lu 0,6 Mo’li ıslah edilmiş gerilim giderme tavlaması görmüş alaşımlı kalite çeliği.

1.      Hane:Döküm şeklini gösterir

2.      Hane:Ergitme işlemini gösterir.

3.      Hane: Ergitme işlemi şeklini gösterir.

4.      Hane: Yüksek alaşımlı çelikleri tanıtmak için.

5.      Hane-8. Hane arası: Genel özellikler için.

9.       Hane: Garanti edilen özellikler ve alaşımsız takım çeliklerini tanıtma.

10.   Hane: Isıl işlem durumumu belirtmek için.

11.   Hane: Isıl işlem ile sağlanan çekme dayanımını belirmek için.

12.   Hane: Yüzey işlemini belirtmek için.

13.   Hane: Sürekli manyetik malzemeleri belirtmek için</