Çelik bir demir alaşımıdır, yani esas olarak demirden yapılır ve daha sonra farklı özelliklere sahip yeni bir element türü oluşturmak için bir veya daha fazla alaşım metaliyle karıştırılır. Metal türleri ile ilgileniyorsanız, madalyaların basit bir açıklamasını ve resimlerini içeren "yirmi farklı metal türü" makalesini okuyabilirsiniz. Ancak bugün amaç, piyasada sıklıkla bulunan dört çelik türünü incelemektir.
Dört Farklı Çelik Türü
Çelik dört ana kategoride sınıflandırılır, ancak birçok alt grup çeşitli işlevleri yerine getirir. Özellikleri, demire eklenen elementlere ve metali ısıtmak ve soğutmak için kullanılan tekniklere bağlı olarak değişir. Karbon çelikleri, alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler ve takım çelikleri dört önemli çelik türüdür.
Karbon Çelik
Bu çelikler, adından da anlaşılacağı üzere, diğer çelik türlerine göre daha fazla karbon içeren farklı bir çelik türüdür.
Çeliklerin çoğunluğu 0.05% ile 0.3% arasında değişen düşük karbon içeriğine sahiptir. Öte yandan karbon çeliği 2,5%'ye kadar karbon içeriğine sahiptir. 2.5% karbon az gibi görünebilir, ancak başka yerlerde görülmeyen birçok cazip avantaj sağlar.
Karbon çeliğinin üç yaygın türü vardır. Çelik bileşimindeki karbon miktarı, bu türlerin nasıl kategorize edildiğini belirler.
- Düşük Karbonlu Çelik: Düşük karbonlu çelik tipik olarak 0.04% ile 0.30% arasında değişen bir karbon içeriğine sahiptir. Bu çelik, Karbon Çeliğinin en yaygın türlerinden biridir. Aşağıdakilerden geniş bir form yelpazesi içerir düz levhalar için yapısal kirişler. Diğer bileşenler gerekli özelliklere bağlı olarak eklenir veya artırılır.
- Orta Karbonlu Çelik: Bu tür 0.31% ile 0.60% arasında değişen bir karbon seviyesine ve 0.06% ile 1.65% arasında değişen bir manganez konsantrasyonuna sahiptir. Orta karbonlu çeliğin şekillendirilmesi, kaynaklanması ve kesilmesi düşük karbonlu çeliğe göre daha zordur. Üretici, orta karbonlu çelikleri sertleştirmek ve temperlemek için genellikle ısıl işlem yöntemini kullanır.
- Yüksek Karbonlu Çelik: İnsanlar genellikle bu çeliği karbon takım çeliği olarak adlandırır. Genellikle 0.61% ile 1.50% arasında değişen bir karbon içeriğine sahiptir. Yüksek karbonlu çeliği kesmek, bükmek ve kaynak yapmak zordur. Isıl işlem gördükten sonra çok sert ve kırılgan hale gelir.
Uygulamalar
Gemi yapımı, tel, otomobil karoseri ve ev eşyalarının tümü düşük karbonlu çelikten yapılır. Isıl işlem onu değiştiremediğinden, üretimde fabrikasyon ve panellemede yaygın olarak kullanılır. Dövme demir, çitler, kapılar ve korkuluklar için kullanılan en az karbonlu çeliktir. Bu çelikler dayanıklıdır ancak kırılgan değildir.
Orta karbonlu çeliğin işlenmesi oldukça basittir ve eser miktarda silikon ve manganez ilavesi kaliteyi artırır. Yumuşak çelik olarak da bilinir ve yapısal olarak binalarda ve köprülerde, akslarda, dişlilerde, şaftlarda, demiryollarında, boru hatlarında ve kaplinlerde, otomobillerde, buzdolaplarında ve çamaşır makinelerinde yaygın olarak kullanılır.
Öte yandan, Yüksek karbonlu çelik daha yüksek gerilme mukavemeti sağlar. İnsanlar bunu kesici aletler, bıçaklar, zımbalar, kalıplar, yaylar ve yüksek mukavemetli tel üretmek için kullanır.
Alaşımlı Çelik
Molibden, manganez, nikel, krom, vanadyum, silikon ve bor alaşımlı çeliğe alaşım olarak katılır. Bu alaşım elementleri metalin mukavemetini, sertliğini, aşınma direncini ve tokluğunu artırır.
Alaşım elementlerinin oranı 1 ile 50% arasında değişebilir. Bununla birlikte, alaşımlı çelikler genellikle düşük alaşımlı çelik ve yüksek alaşımlı çelik olmak üzere iki tiptir. Bu iki türün yanı sıra, diğer standart alaşımlı çelikler arasında Yüksek Mukavemetli Düşük Alaşımlı (HSLA) Çelik ve maraging çeliği bulunur.
- Düşük Alaşımlı Çelik: İlgili düşük alaşımlı çelik, krom-molibden serisini vanadyum, niyobyum, titanyum ve diğer elementlerin eklenmesiyle birleştirir. Genellikle sürünmeye dayanıklı çelik özellikleri sağlarlar.
- Yüksek alaşımlı çelik: Yüksek Alaşımlı Çelik, 10.5% krom içeriğine sahip bir demir alaşımıdır. Yüksek alaşımlı çelikteki alaşım kombinasyonu da 10%'den fazladır. Gizli tabaka, kromun çeliğin yüzeyinde biriktirdiği ince bir oksit kaplamadır. Düşük alaşımlı çelikten biraz daha pahalıdırlar.
- Yüksek Mukavemetli Düşük Alaşımlı (HSLA) Çelik: HSLA (yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik), Mikro alaşımlı çelik olarak da bilinir. Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik (HSLA çeliği), geleneksel karbon çeliğinden daha iyi mekanik özelliklere ve atmosferik korozyona karşı daha yüksek dirence sahip bir çelik türüdür.
- Maraging çeliği: Düşük karbonlu martensitik çelikler, çökelme ile güçlendirme sağlamak için ikame alaşım elementleri kullanır. Bilim adamları, düşük karbon seviyelerinde yüksek mukavemet elde edebilen birçok çelik levha keşfetti; martensitik çökeltme ile sertleştirilmiş paslanmaz çelik bunlardan biridir.
Uygulamalar
Borular, özellikle de enerji amaçlı borular, çoğunlukla alaşımlı çelikten yapılır. Ayrıca tost makineleri, çatal bıçak takımları, tencere ve tavalar ve korozyona dayanıklı kaplar için ısıtma bileşenleri yapmak için de uygundur.
Paslanmaz Çelik
Bu çelik, en az 11% krom içeren, korozyona karşı dirençli ve ısıya dayanıklı bir bileşime sahip demir alaşımları kategorisidir. Karbon, nitrojen, alüminyum, silikon, sülfür, titanyum, nikel, bakır, selenyum, niyobyum ve molibden paslanmaz çelikte çeşitli şekillerde bulunan bileşenlerdir.
Bu çevresel faydalara ek olarak, paslanmaz çelik aynı zamanda estetik açıdan çekici, son derece hijyenik, bakımı kolay ve çok dayanıklıdır ve çeşitli işlevler sunar. Sonuç olarak, paslanmaz çelik çok çeşitli günlük ürünlerde kullanılabilir. Ulaşım, inşaat, araştırma, tıp, gıda ve lojistik, önemli bir etkiye sahip olan sektörlerden sadece birkaçıdır.
- Östenitik paslanmaz çelik: Bu tür paslanmaz çeliğin iki farklı özelliği vardır. Öncelikle, östenitik paslanmaz çelik önemli miktarda krom içerir. Bu malzeme korozyon direncini artırır. İkinci olarak, bu nesneler tipik olarak manyetik değildir, ancak soğuk şekillendirme prosedürü onları manyetik hale getirebilir. Aşağıda en yaygın paslanmaz çelik alaşımları verilmiştir.
- Ferritik Paslanmaz Çelik: Bu paslanmaz çelik türü en yaygın ikinci alaşımdır ve manyetiktir. Bu alaşımın malzemeleri soğuk şekillendirme yoluyla sertleştirilebilir ve daha düşük nikel içeriği nedeniyle diğer türlerden daha ucuzdur.
- Martensitik Paslanmaz Çelik: En az rastlanan paslanmaz çelik alaşımı türü budur. Martensitik paslanmaz çelik genellikle yüksek gerilme mukavemeti veya yüksek darbe direnci gerektiren uygulamalarda uygundur. Korozyon direncini artırmak için, bu malzeme genellikle koruyucu bir polimer kaplama ile birleştirilir.
Uygulama
Üretici, çeliğin benzersiz özelliklerine ve korozyon direncine ihtiyaç duyan uygulamalarda genellikle Paslanmaz çelik kullanır. Bobinler, levhalar, plakalar, çubuklar, tel ve boruların tümü bu alaşımdan işlenir. Genellikle aşağıdaki uygulamaya dönüştürülür.
Ayrıca, Paslanmaz çelik otomobil ve ulaşım, tıbbi tesisler, bina inşaatları, uçak yapımı, gıda ve catering vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Takım Çeliği
İnsanların alet üretmek için sıklıkla kullandığı çeşitli karbon ve alaşımlı çeliklere takım çeliği denir. Tüketici ürünlerinde kullanılan çelik önemli ölçüde farklıdır ve üretim daha küçük bir ölçeğe sahiptir. Kalite güvencesi, belirli bir takım çeliği sınıfının işleme veya delme gibi belirli bir görevi tamamlayabilmesini sağlamak için kontrol eder.
Takım Çeliği Çeşitleri
- Suda sertleşen takım çeliği: Bunlar, karbon içeriği 0,60 ila 1,40% arasında değişen temel karbonlu takım çelikleridir. Sonuç olarak, bu takım çelikleri en ucuz olanlardır. Bu çeliklerin içsel sertleşebilirliği zayıftır. Suda, 8 mm'den daha az kalınlığa sahip kesitler sertleşecektir.
- Darbeye dayanıklı takım çeliği: Bu takım çelikleri olağanüstü toklukları ve tekrarlanan darbelere dayanma kabiliyetleri ile ünlüdür. Sonuç olarak, bu çeliklerin karbon içeriği düşüktür, 0.45% ile 0.60% arasında değişir, ancak önemli ölçüde aşınma direncine sahiptirler. Silikon, krom ve tungsten kullanılan başlıca alaşım elementleridir.
- Kalıp Çeliği: Adına gelince, Kalıp çeliği plastik kalıplar oluşturmak için ünlüdür. Çelikler, kalıp tozlarının aşındırıcı etkisinin yanı sıra aşırı basınca da dayanmalıdır. Sonuç olarak, kalıpların yüzeyleri aşındırıcı faaliyete direnmek için sert olmalıdır. Kalıpların çekirdekleri, sıkıştırma döngüsü sırasındaki gerilime dayanacak kadar güçlü olmalıdır. Öte yandan, kalıplanmış ürünlere üstün bir yüzey kalitesi kazandırmak için kalıpların yüzeyi yüksek derecede finisaja sahip olmalıdır.
- Soğuk iş takım çelikleri: Takım çeliklerinin en önemli grubu budur. Takım uygulamalarının büyük kısmı bu kategoriye girer ve sonuç olarak en büyük tonajı oluşturur. Adından da anlaşılacağı gibi, bu çelikler 200°C'yi aşmayan soğuk iş durumları için takım üretme prosedürüne sahiptir.
- Sıcak iş takım çelikleri: Bu takım çelikleri, çalışma sıcaklığının 200°C ile 800°C arasında olduğu sıcak damgalama, delme, sıcak dövme, sıcak çekme, sıcak ekstrüzyon, üzme, dövme, alüminyum ve bakır alaşımları için kalıp döküm, bakır alaşımları için sıcak presleme kalıpları gibi yüksek sıcaklıkta metal şekillendirme işlemleri (kesme hariç) için öncelikle uygundur.
Uygulamalar
Plastik ve metallerin şekillendirilmesi, damgalanması, kesilmesi ve kesilmesi, vinil pencere çerçeveleri ve borular gibi plastik bölümlerin ekstrüzyonu, metal levhalardan bilgisayar parçalarının damgalanması, çelik bobinlerin şeritler halinde kesilmesi ve toz metalin dişliler gibi formlara sıkıştırılması için kalıplar, takım çeliklerinin yaygın kullanım alanlarıdır.
Özet
Çelik, demir ve diğer malzemelerin karışımından oluşan bir tür metaldir. Firmaların çoğu kendi özel pazarları için çelik aramaktadır. Bu durumda, tek bir çelik türü ürünün gereksinimlerini karşılamaz.
Kullandığımız bileşim yapısı ve üretim tekniklerinin bir sonucu olarak, çeşitli çelik türleri endüstriyel ortamımızda kendine yer bulur. Bu dört çelik türü ise her endüstriyel sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Daha iyi anlaşılabilmesi için her bir türün tüm alt kategorilerini gösterdik. Bu bilgilerin çalışmanızda size yardımcı olacağına inanıyoruz. Bu makale, bir sonraki projenizde ne aradığınızı netleştirmenize yardımcı olacaktır.