Dünyada akla gelebilecek tüm endüstriyel sektörlerde ve üretimde en fazla dayanıklı ve kullanışlı üretim malzemeleri arasında her zaman çelik yer alır. Demir ve karbon birleşiminden oluşan bir alaşım anlamına gelen çelik, modern teknolojide daha güçlü alaşımlar ile değişen çelik kaliteleri ortaya koyabilen bir üründür. Her kalitede ürün farklı bir mukavemet, farklı bir kimyasal içerik ve mekanik özellik ya da aşınma direnci gibi ayrıntı gösterebilmektedir.
Çelik Kaliteleri Nelerdir?
Çelikte kaliteye göre sınıflandırma gerçekleştirilirken, üretim uygulamalarında doğru ürün seçimi yapılabilmesi açısından işlevsel, mekanik ve kimyasal bileşim açısından çelik birbirinden ayrılır. Bu sayede çeliğin karbon yüzdesi ve diğer alaşım yüzdeleri ile birlikte hem mekanik özellikleri hem de mikro yapısı sayesinde çelik kaliteleri arasında bugün karbon çelikleri, alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler ve takım çelikleri gibi kalite sınıfları bulunmaktadır.
Çelik kaliteleri dünya genelinde ASTM (American Society for Testing and Materials -Uluslararası Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu), Avrupa Standardı (EN) ve SAE(Amerikan Otomotiv Mühendisleri Derneği) / AISI(Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü) gibi kuruluşlar tarafından standardize edilmiştir.
Karbon Çelikleri
Çeliğin içerisindeki karbon değeri ne kadar sertlik ve dayanıklılığa sahip olduğunu direkt olarak etkilemektedir. Bu açıdan da karbon çelikleri aşağıdaki gibi bir sınıflandırma ile ele alınır.
- Düşük karbonlu çelikler kaynak işlemlerine gayet uygun ve esnek yapıları ile içeriğinde %0,05-0,25 karbon bulundurarak otomotiv ve inşaat gibi sektörlerde sıklıkla kullanılırlar.
- Orta karbonlu çelikler içeriğinde %0,30-0,60 arasında karbon bulundururken, sertlik derecesi ve dayanıklılığı orta derecededir. Genellikle bağlantı ekipmanı ya da mil gibi üretimlerde kullanılır.
- Yüksek karbonlu çelikler kesici alet, rulman ya da yay gibi üretimlerde dayanıklı ve sert yapısı ile %0,60-1,00 arasında karbon içeriği ile ön plana çıkar.
Alaşımlı Çelikler
Karbon çelikleri sadece demir ve karbonun alaşım edilmesi ile oluşurken alaşımlı çelikler karbon içeriği yanında nikel, molibden, silisyum, kükürt veya fosfor gibi birçok element ile alaşım edilerek farklı esneklik, dayanıklılık ve aşınma direnci ile sertlik gibi özellikler kazanabilen çelik türleridir. Yani alaşımsız çelikler düşük maliyetli olmaları ile otomotiv, makine veya inşaatta karbon çeliği olarak kullanılırken; alaşımlı çelikler günümüz teknolojisi ile geliştirilmiş bir yapıya sahiptir.
Paslanmaz Çelikler
Çeliğin paslanmayacak şekilde yani aşınmaya karşı dayanıklı bir hale getirilmesi ile bugün özellikle kimyasal sanayide, sağlık cihazlarının üretilmesinde veya ev mutfak eşyaları gibi eşyaların üretilmesinde bu yapıları ile çok sık kullanırlar.
Genellikle alaşımda %10-20 gibi bir aralıkta krom ve bazen karbon ile birlikte manganez, nikel ya da silikon gibi elementler kullanılırken, korozyona karşı çok yüksek bir dayanıklılık ve hava koşullarına dayanıklılık sağlanır. En sık bilinen paslanmaz çelik ürünlerinden biri de 304 paslanmaz çelik olmak ile birlikte elektrik ekipmanlarında da kullanılan bu malzeme, kesici aletler veya gıda ekipmanlarında da yer alır.
Takım Çelikleri
Takım çelikleri özellikle delme ya da kesme malzemelerinin üretiminde yüksek bir performans sağlarken; vanadyum, tungsten, kobalt ve molibden gibi elementlerin alaşımı ile yüksek bir sıcaklık direnci ve dayanıklılık elde ederler. Gerilmeyi üst düzeyde kaldırabilen bu malzeme, birçok endüstriyel uygulamada kullanılabilir bir yapı sağlar.
Çelik Kaliteleri Nasıl Belirlenir?
Çelik kaliteleri belirlenirken çeliğin içerisindeki karbon oranı, alaşımda hangi elementlerin kullanıldığı, üretimin nasıl yapıldığı ve hangi ısıl işlemlerden geçtiği etkileyici faktörlerdir.
Çeliğin ne kadar işlenebilir olduğu, dayanıklılık oranı, aşınmaya karşı direnci ve ne kadar dayanıklı olduğu da kalitesini belirler. Örneğin; üretimde sıcak ya da soğuk haddeleme yapılmış olması mekanik ayrıntılarını etkiler. İçeriğinde bulunan alaşım elementleri sertliğini ve dayanıklılığını değiştirebilir. Uygulanan temperleme veya ıslah gibi ısıl işlemler ise yine sertlik ve mukavemet açısından kalitesine etki eder.
Çelik Kalite Tablosu
Çelik kaliteleri açısından kati bir kavramdan bahsetmek mümkün olmamak ile birlikte evrensel anlamda her üretici ve kullanıcı için kullanım gayesi, malzemede aranan fiziksel özellikler ve mekanik koşullar ile bütçeye göre kalite faktörleri değişebilir. Günümüzde yaygın bir şekilde kullanılan ve bahsedilen çelik kaliteleri açısından da en üst düzeyde kabul edilen malzemeler aşağıdaki tabloda görülebilir.
|
Çelik kaliteleri |
En yaygın malzeme kodları |
|
Karbon çelikleri |
|
|
Alaşımlı çelikler |
|
|
Paslanmaz çelikler |
|
|
Takım çelikleri |
|
Sıkça Sorulan Sorular
Çelik kalite kodları nelerdir?
Çelik kaliteleri için oluşturulan kodlamada malzeme kullanım alanları ya da kimyasal içeriğine göre Avrupa için EN, Amerikan standardı için SAE/AISI ve yine Amerikan standardı için ASMT gibi kodlamalar kullanılır.
En kaliteli çelik hangisidir?
Çelikte en kaliteli gibi bir kavram kullanmak mümkün olmasa da özellikle 304 ya da 316 kalite paslanmaz çelik gibi malzemeler gerçekten dünyaca bilinen yüksek kaliteye sahip ürünlerdir.
Çelik kaliteleri nasıl ayrılır?
Çelikte karbon içeriği, alaşıma katılan elementler, çeliğin direnç yapısı ve kullanım alanlarına göre bir ayrım yapıldığında karbon çelikleri, alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler ve takım çelikleri gibi temel kalite sınıfları oluşur.