Çelik her yerde. Şu anda oturduğunuz odadaki bazı nesnelere bir göz atın ve etrafınızdaki birçok nesnede çelik bulunması garanti edilir. Çeliksiz bir dünya hayal etmek zor.
İnsanların çelik hakkında biraz daha bilgi edinmelerine yardımcı olmaya değer olduğunu düşündük: nereden geldiği, nasıl yapıldığı, farklı çelik seçenekleri ve tabii ki çeliğin tüm farklı kullanımları. İster çelik boru, ister çelik çubuk veya çelik levha olsun, üreticilerin bize neredeyse imkansız derecede güçlü bir ürün sunacağına güveniyoruz.
çelik nedir?
Demir, saf haliyle son derece yumuşak olmasına ve demir okside oksitlenmesi gerekmesine rağmen, Dünya'nın çekirdeğinde ve mantosunda en bol bulunan mineraldir. Bu formun zayıf gücü ve dayanıklılığı, demirin kullanımını son derece zorlaştırır. Bu özellikleri geliştirmek için saf demire yüzde 2'ye kadar karbon eklenir ve çelik adı verilen çok dayanıklı ve sert bir madde üretilir.
Yüksek çekme mukavemeti ve mukavemeti nedeniyle çelik, dikiş iğnelerinden petrol tankerlerine kadar her şeyi ve bunları üretmek için gerekli araçları yapmak için kullanılır. Bununla birlikte, amaçlanan kullanıma bağlı olarak farklı kaliteleri birleştirmek için çeliğe genellikle başka metal türleri eklenir.
Bu metalik ilaveler şimdiye kadar her biri farklı yapısal, kimyasal ve fiziksel özelliklere ve özelliklere sahip 3.500 farklı çelik çeşidi üretti. Daha da şaşırtıcı olan, bu varyasyonların yüzde 75'inden fazlasının hızla değişen endüstriyel talebi karşılamak için son yirmi yılda tanıtılmış olmasıdır.
farklı çelik türleri
En sık kullanılan çelik türlerini, ayırt edici özelliklerini ve kullanımlarını inceleyelim. Kategoriler içinde çeşitli alt kategorilere sahip 14 ana çelik türü vardır.
1. Karbon çeliği
Dünyadaki çeliğin çoğu bir karbon çeliği şeklidir. Demir, karbon ve belirli miktarlarda diğer alaşım elementlerinden oluşur. Karbon çeliklerinin ana alaşım elementi olan karbon, tüm çelik üretiminin yaklaşık yüzde 90'ını oluşturur.
Daha güçlü ve çok daha sert bir metal oluşturmaya yardımcı olur. Bunun nedeni, karbonda bulunan atomların, demirin kristal kafesini geçmesine izin vermesi, kafesi hafifçe bozması ve metal atomları arasındaki boşlukları doldurmasıdır.
Bu özellik göz önüne alındığında, elde edilen karbon çeliği ürünleri son derece serttir. Bu direnci belirleyen, mevcut karbon miktarıdır ve onu ayrıca üç kategoriye ayırır:
A) Yüksek karbonlu çelik
Yüksek karbonlu çelik tipik olarak yüzde 0,61 ile yüzde 1,5 arasında karbon içerir ve bu da güçlü, kırılgan ve sert çelik ile sonuçlanır. Aşınma direncini arttırmak için uygun bir ısıl işleme tabi tutulur. Yüksek mukavemetli teller ve yaylar için kullanılmasının yanı sıra, şok emici makineler üretmek için kullanışlı bir malzemedir.
B) Orta karbonlu çelik
Bu varyant, yüzde {{0}}.31 ila yüzde 0,6 arasında bir karbon içeriği içerir ve bu, düşük karbonlu çelikten daha yüksek çekme mukavemetine sahip hafif sünek bir çelik elde edilmesini sağlar. Sertleştirmek için genellikle bir ısıl işlem şekli olan tavlama ile işlenir.
Çok dövülebilir olduğundan ve çok çeşitli şekil ve boyutlarda kalıplanabildiğinden, bu tip üçü arasında en yaygın kullanılanıdır. Gökdelenlerden reklam panolarına, köprülerden evlere kadar her yerde kullanıldığını göreceksiniz.
C) Düşük karbonlu çelik
Düşük karbonlu çelik (veya yumuşak çelik) yüzde 00,3'e kadar karbon içerir. Düşük karbonlu çelik, büyük bir dövülebilirlik ve süneklik sunmasına rağmen, soğuk haddeleme işlemi ile geliştirilebilen düşük çekme mukavemeti ile karakterize edilir.
Bu, çeliğin yüksek basınç koşulları altında iki cilalı silindir arasında haddelenmesinden oluşur. En yaygın kullanım alanları arasında plaka, kutu, tüp, zincir, tel, kutu, perçin, araç çerçeveleri vb. üretimi yer almaktadır.
2. Alaşımlı çelik
Alaşımlı çelik, demire ek olarak değişen miktarlarda farklı metallerden oluşur. Bu ilaveler, belirli uygulamalara hizmet etmek için çeliğin özelliklerini manipüle etmeye yardımcı olur. Alüminyum, nikel, silikon, krom, manganez, titanyum ve bakır gibi metaller bir dereceye kadar kullanılmaktadır.
Bu metallerin kullanımı, karbon çeliğinde bulunmayan özelliklere yol açar. Çelik mukavemeti, şekillendirilebilirlik, korozyon direnci, süneklik ve sertleşebilirlikte istenen değişiklikler meydana gelir. Alaşımlı çelik genellikle borular, otomobil parçaları, jeneratörler, transformatörler ve elektrik motorları yapmak için kullanılır.
Alaşımlı çelik genellikle farklı işleme türlerine daha iyi yanıt verir ve ev aletleri, gemi yapımı ve otomotiv gibi daha özel endüstrilerde kullanılır. Daha güçlü veya daha dokunsal formlarda, oksidasyona karşı yüksek dirençli veya kaynak için daha uygun formlarda olabilir.
A) Düşük alaşımlı çelik
Düşük alaşımlı çelik, genellikle düz karbon çeliğinden çok daha güçlü olan, bir malzemenin genel mekanik özelliklerini geliştirmek için birleştirilmiş bir demirli metal grubudur.
Aksi takdirde çok daha zayıf ve yumuşak olacak olan malzemenin sünekliğini ve sertliğini geliştirmek için molibden, nikel ve krom gibi elementler eklenir. Düşük alaşımlı çelik genellikle sac, otomobil parçaları ve yapısal şekiller için kullanılır.
B) Yüksek alaşımlı çelik
Yüksek alaşımlı çelik, belirli fazlar oluşturmak ve bunları stabilize etmek için alaşım elementleriyle birleştirilen çeşitli demirli metallerden oluşur. Paslanmaz çelik alaşımları yüksek alaşımlı çeliklerdir.
Nikel ve molibden gibi elementler sayesinde yüksek alaşımlı çelik, kusursuz bir şekilde güçlü olma ve korozyona karşı oldukça dirençli olma özelliğine sahiptir.
Alaşım elementlerinin kombinasyonuna bağlı olarak, alaşımlı çelikler birçok farklı varyasyonu kapsar. En çok kullanılan türleri topladık:
3. Tungsten çelik
Tungsten olarak da bilinen tungsten, temel olarak en saf haliyle herhangi bir metalin en yüksek erime noktasına sahip olan donuk bir gümüş metaldir. Onu diğer metal türlerinden ayıran özelliği, gücü ve yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyetidir. Bu özelliklerden dolayı, farklı çelik alaşımları bu metali korozyona ve aşınmaya karşı direnci artırmak için kullanır.
Ayrıca roket motoru nozulları, yüksek ısı direnci için tungsten çeliği kullanır. Kobalt, nikel ve demir ile birleştirildiğinde, tungsten çelik, birçok uçak tipi için türbin kanatları yapmak için kullanılabilir. Ayrıca, diğer birçok makine ve alet yüksek ısı direnci gerektirir, bu nedenle tungsten çeliği kullanırlar.
4. Nikel çelik
Nikel alaşımlı çelik, dünyada en yaygın kullanılan çelik alaşımlarından biridir. Yüzde 3.5 civarındaki yüksek nikel içeriğine ek olarak, yaklaşık yüzde 0.35 karbon içerir. Özelliği, nikel ilavesinin, süneklikte orantılı bir azalma olmaksızın yapısal çeliği güçlendirmesidir. Bu artan tokluk, darbe, şok ve yüksek yüklerin neden olabileceği kırılmalara direnmeye yardımcı olur.
Ayrıca soğuma anında nikel çeliğin distorsiyon değerini azaltır. Nikel çeliği, ısıl işlem için ideal hale getiren nikel ilavesi çeliğin sıcaklığını düşürdüğü için ısıl işleme inanılmaz tepki verir.
5. Manganez çeliği
Manganez çeliği, yüzde 11 ila yüzde 14 arasında manganez içeriğine sahip bir iş sertleştirme çeliğidir. Mükemmel çalışma sertleşmesi ve aşınma direnci özellikleri nedeniyle, karmaşık demiryolu raylarının imalatında manganlı çelik kullanılır. Diğer güncel uygulamalar, kepçe kovaları, patlatma dolapları, sıyırıcılar, delinmeye karşı emniyet plakaları vb.
6. Vanadyum çeliği
Vanadyum çeliği, korozyona dayanıklı özelliklerinin yanı sıra şoku absorbe etme kabiliyeti ile bilinir. Kimyasal taşıyan boru ve tüpler için kullanılmasına ek olarak, vanadyum çeliği, havacılık uygulamalarında titanyumu çeliğe bağlamak için ince film formunda kullanılır.
Vanadyum ve kromun yüzde 1'i şok ve titreşim direnci elde etmek için yeterlidir, bu da onu otomotiv uygulamaları için ideal kılar.
7. Krom çelik
Krom ilavesi kritik soğutma hızını düşürür ve çeliğin ölçeklenme direncini, aşınma direncini ve yüksek sıcaklık direncini artırır. Esas olarak korozyon direncini arttırmak için kullanılır. Krom çeliği, yüksek elastikiyeti ve çekme mukavemeti ile genellikle makine ve otomobil parçaları, kaya kırıcılar ve kasalar yapmak için kullanılır.
8. Krom vanadyum çeliği
Krom-vanadyum çeliği, her birinin özelliklerini birleştirerek hem krom hem de vanadyum kullanır. Son derece yüksek çekme mukavemeti ile çelik kolayca kesilebilir ancak kırılgan değildir. En yaygın kullanım alanları dişliler, akslar, bağlantı çubukları, araç çerçeveleri vb.
9. Silikon çelik
Manyetik kuvvet söz konusu olduğunda, günümüzde kullanılan en önemli malzeme silikon çeliktir. Darbe transformatörlerinde ve küçük rölelerde az miktarda silikon çelik kullanılırken, büyük motorlar ve jeneratörler gibi uygulamalarda tonlarca silikon çelik kullanılır.
Özellikleri arasında doygunluk azaltma, direnç, manyetostriksiyon ve manyetokristal anizotropi oldukça değerlidir. Yalnızca yüzde 1 ila 2'lik bir silikon ilavesiyle bu çelik, kalıcı mıknatıslar üretmek için en çok kullanılan çeliktir.
10. Molibden çeliği
Çelikler için değerli bir alaşımlama maddesi olarak molibden, çeliğin tokluğunu, kaynaklanabilirliğini ve korozyon direncini geliştirmeye yardımcı olur. Bu, yapı çeliklerinde kullanım için idealdir ve bu nedenle deniz ortamındaki uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Petrol ve gaz boru hatları ve bilyalı rulmanlar da molibden çeliği kullanır.
11. Kobalt çeliği
Kobalt alaşımları, korozyona, aşınmaya, yüksek sıcaklıklara ve manyetik özelliklere karşı muazzam direnç sunar. Kobalt için en zorlu uygulamalardan bazıları gaz türbini kanatları ve kepçeleridir. Bununla birlikte, bu tip çelik daha çok kesici takım yapmak için kullanılır.
12. Alüminyum çelik
Alüminyum ilavesi, ısıyı yansıtma yeteneğinin dahil edilmesine yardımcı olur. Alüminyum çeliğin yaklaşık üçte biri yoğunluğu ile düşük ağırlık ve yüksek mukavemetin gerekli olduğu uygulamalarda kullanılır.
Bu nedenle, alüminyum çelikler, motosiklet ve araba egzoz sistemleri üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum çeliği, otomobil endüstrisi dışında, enerji üretimi, mimari, gıda hazırlama, paketleme, güç iletim uygulamaları vb. alanlarda çeşitli şekillerde kullanılmaktadır.
13. Takım Çeliği
Takım çelikleri, darbeli aletler, bıçak yapma aletleri gibi kesici aletler ve diğerleri dahil olmak üzere çok çeşitli amaçlar için kullanılan farklı tipte aletleri üretmek için kullanılan çelik türüdür. Tungsten, kobalt, molibden ve vanadyum gibi metallerin değişen miktarlarda alaşımlarından oluşurlar. Sadece sert ve dayanıklı değiller, aynı zamanda yüksek ısıya dayanıklıdırlar.
Üretilecek aletin tipine bağlı olarak alet çeliğinin kalitesi farklılık gösterir ve bu da alet çelikleri kategorisinde çok sayıda varyantla sonuçlanır:
A) Darbeye dayanıklı takım çeliği
Adından da anlaşılacağı gibi, bu takım çeliği çeşidi, çeşitli sıcaklık seviyelerinde yüksek şok direnci sağlamak üzere tasarlanmıştır. Düşük karbon, silikon ve molibden içeriği ile aşındırıcı ve orta derecede dayanıklıdır. Bu çelik esas olarak tornavida, zımba, keski ve perçinlemede kullanılan aletler gibi aletlerin yapımında kullanılır.
B) Özel amaçlı takım çeliği
Bu takım çeliği, düşük alaşımlı bir çelik kullanarak orta sertlik ve dövülebilirlik elde etmek için özel olarak tasarlanmıştır. Genellikle anahtarlar, cıvatalar ve musluklar yapmak için kullanılırlar.
C) Sıcak takım çeliği
Sıcak iş takım çeliği, sıcak dövme, ekstrüzyon, delme, döküm ve kesme bıçaklarında kullanılanlar gibi uzun süreler boyunca yüksek ısı direnci gerektiren takımlar üretmek için kullanılır.
D) Su sertleştirme takım çeliği
En ucuz tip olan suyla sertleşen takım çeliği, takım üretiminde en yaygın olarak kullanılır. Nesnelere veya aletlere sertlik kazandırmak için bu çeliğe su verilir. Yüzey aşınmasına karşı oldukça dirençli olan bu çelik, genellikle eğe, kesici, çekiç, bıçak ve benzeri eşyaların yapımında kullanılır.
E) Yüksek hızlı takım çeliği
Yüksek hızlı takım çeliği, tungsten, molibden ve vanadyum çeliği alaşımlarından oluşur. Bu bileşenler serttir ve yüksek sıcaklıklara maruz kaldıklarında sertliklerini koruyarak matkaplar, raybalar, testereler, zımbalar, kılavuzlar vb. gibi yüksek hızlı makineler için mükemmel bir çelik üretilmesine yardımcı olur.
F) Soğuk takım çeliği
Takım çeliğinin bu çeşidi, hava veya yağ ile yapılabilen sertleştirme sırasında düşük bozulma özelliği için yüksek krom içeriği içerir. Bu özellik, üretilen aletlerin kolay kırılmamasını sağlar. Çok güçlü bir çelik olan soğuk takım çeliği, bıçak ağızları, damgalama kalıpları, madeni paralar vb. yapmak için idealdir.
G) Kalıplar için çelik
Kalıp çeliği, plastikler için enjeksiyon ve sıkıştırma kalıpları yapmak için karbon çelikleri kullanır. Ayrıca bir diğer yaygın uygulama çinko dökümdür.
14. Paslanmaz çelik
Paslanmaz çelik çeşitli metal alaşımlarından oluşmasına rağmen, krom ana elementtir ve toplam çelik bileşiminin yüzde 10 ila 20'sini oluşturur. Eskiden "Passız" çelik olarak bilinen paslanmaz çelik, görünümü ve paslanmaya karşı yüksek direnci nedeniyle popülerdir. Tam olarak, özellikle krom miktarı yüzde 11'den fazla olduğunda, oksidasyona diğer çelik türlerine göre yaklaşık 200 kat daha dayanıklıdır.
Yüksek korozyon direnci yetenekleri nedeniyle paslanmaz çelik, en pahalı çelik türüdür. Çok dayanıklı bir tip olan paslanmaz çelikler, günlük kullanımda meydana gelen aşınma ve yıpranmaya dayanabilmektedir. Çizilmelere ve korozyona karşı direncini daha da artırmak için görünmez krom tabakası paslanmayı önlemeye hizmet eder. Paslanmaz çeliğin diğer metalik bileşenleri molibden ve nikeldir.
Uygulamaya bağlı olarak paslanmaz çeliğin boyutları ve kaliteleri farklı olabilir ve sac, çubuk, boru, levha ve tel şeklinde olabilir. Paslanmaz çeliğin kristal yapısına ve mekanik özelliklerine bağlı olarak çeşitli tiplerde sınıflandırılabilir:
A) Ferritik paslanmaz çelik
Ferritik çelik, yaklaşık yüzde {{0}} krom, yüzde 0,1'e kadar karbon, eser miktarda nikel ve alüminyum, molibden ve titanyum gibi küçük miktarlarda diğer alaşım metallerini içerir. Ferritik çelikler tok, güçlü ve manyetiktir ve soğuk işlemle daha da güçlendirilebilir. Ancak ısıl işleme yanıt vermezler, yani bu teknikle sertleştirilemezler.
B) Östenitik paslanmaz çelik
Östenitik çelikler, paslanmaz çeliklere göre çok daha yüksek krom içeriğine sahiptir. Bu çelik türündeki krom içeriği yüzde 18'e ulaşabilirken, diğer elementler yüzde 8'i oluşturan nikel ve yüzde 0,8 ile karbondur. Östenitik çelik, ısıl işlemlere cevap vermese de, manyetik olmayan özellikleri nedeniyle popülerdir ve bu da onu dünyada en yaygın kullanılan çeliklerden biri yapar. Bazı yaygın kullanım alanları, boruların, gıda işleme ekipmanlarının ve mutfak gereçlerinin imalatıdır.
C) Martensitik paslanmaz çelik
Yüzde 11 ila 17 kromdan oluşan martensitik çelik, yaklaşık yüzde 1,2 karbon ve yüzde 0,4'ten daha az nikel içerir. Martensitik çelikler sadece ısıl işlemlere cevap vermekle kalmaz, aynı zamanda manyetik özelliklere de sahiptir. Diş ve cerrahi aletler, bıçaklar, bıçaklar ve diğer kesici aletler martensitik paslanmaz çelik kullanır.
D) Dubleks paslanmaz çelik
Dubleks çelik, ferritik ve östenitik çeliklerin basit bir kombinasyonudur ve tek başına olduğundan çok daha güçlü bir çelik elde edilmesini sağlar. Sadece kaynaklanabilir değil, aynı zamanda korozyona dayanıklıdır. Ancak, manyetik olarak güçlü değildir.
E) Yağışta sertleşen paslanmaz çelik
Bu çelik, yüzde 17 krom ve yüzde 4 nikelden oluşur ve bu da çeşitli sertleştirilmiş çeliklerle sonuçlanır. Ek olarak, alüminyum, bakır ve niyobyum gibi değişen miktarlarda başka metaller de eklenir. Bu tip farklı şekillerde kalıplanabilir, bu da onu motor bileşenlerinde ve nükleer atık kaplarında kullanım için ideal hale getirir. Ayrıca korozyona karşı orta düzeyde direnç sağlar.
