Kullanım Alanlarına Göre Çeliklerin Sınıflandırılması

Çelik metaller içinde en geniş kullanım alanına sahip olanıdır. Çeliğin bu yönü, onun üretim miktarını artırmanın yanı sıra, bu üretime çeşitlilik katmıştır. Bir bakıma çeliğin kullanım alanlarına göre üretilmesi ve sınıflandırılması olanağını vermiştir.Kullanma alanlarına göre sınıflandırmaya tipik örnek inşaat çelikleridir. Her türlü yapıların betonarme kısımlarında kullanılan çelikler, inşaat çeliği olarak tanınır. Çelik hangi alan için üretilmiş ve kul­lanılmaktaysa, o alanın adını alır ve sınıflandırılır. Örneğin; cıvata ve somun çeliği, yay çeliği, ray çeliği gibi.

Kimyasal bileşimlerine göre çeliklerin sınıflandırılması

Çeliklerin kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırılmasında, malzemenin karbon, fosfor, kükürt ya da silisyum oranları dikkate alınır.
Kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırma iki başlık altında yapılır.

1. Sade karbonlu çelikler.
2. Alaşımlı çelikler.

Sade Karbonlu çelikler

Çeliklerdeki en ucuz ve en etkili alaşım maddesi karbondur. Çelik içinde %1,7’ye kadar karbon bulunur. Karbon oranındaki her değişim, çeliğin özelliklerinin de değişimi anlamına gelir.
Sade karbonlu çelikler ötektoit oranları göz önüne alınarak iki grupta toplanır.

Ötektoit altı çelikler.

Yumuşak çelikler. Karbon oranı: %0,1 -0,2•
Az karbonlu çelikler. Karbon oranı: %0,2-0,3
Orta karbonlu çelikler. Karbon oranı: %0,3-0,852. 

Ötektoit üstü çelikler

İç yapısında %0,85’den fazla karbon olan çeliklerdir.

Detaylı bilgi için bakınız: Sade Karbonlu Çelikler ve Sınıflandırılması

Alaşımlı Çelikler

Çeliğin demir ve karbon alaşımıdır. Ancak bu çeliğe alaşımlı çelik denemez. Çünkü bir çeliğe alaşımlı denebilmesi için, iç yapısında bulunan ametal ya da metallerin alaşımın özelliklerini değiştirmesi gerekir. Çelik içerisinde katılan metal ya da ametal, çeliğe yeni bir özellik veriyorsa, o çelik alaşımlı olur.

Çelik içine katılan alaşım elemanları, kendi özelliklerini çeliğe verir. Çelik yeni alaşım ele­manlarının sayısına göre sınıflandırılır.

1. Basit alaşımlı çelikler. İç yapısında karbondan başka bir alaşım elemanı olan çeliklerdir. Bu tür çeliklere örnek olarak, nikelli, kromlu ve vanadyumlu çelik verilebilir.
2. Çift alaşımlı çelikler. İç yapısında karbondan başka iki alaşım elemanı olan çeliklerdir. Örnek olarak, krom-nikelli, krom-molibdenli, krom-vanadyumlu çelikler verilebilir.
3. Çok alaşımlı çelikler. Bu gruptaki çeliklerin iç yapısında, karbondan başka çok sayıda alaşım elemanı bulunur. Örnek olarak, krom-nikel-vanadyumlu, krom-volfram-kobaltlı çelikler gibi.

Kalitelerine göre çeliklerin sınıflandırılması

Çelik bir malzeme olduğuna göre, bunun çeşitleri arasında kalite farkı olması kaçınılmazdır. Dolayısıyla da karşımıza kaliteye göre bir sınıflama çıkar. Çeliklerin kaliteye göre sınıflandırılması üç grup altında toplanır.

1. Biçimlendirilebilme özelliklerine göre: Çeliğin kalitesi, kesme, delme, dövme, bükme gibi bi­çimlendirme işlemlerini etkiler. Çeliklerde bu biçimlendirme işlemlerine göre sınıflandırılır.

2. Yapısal özelliklerine göre: Çeliğin yapısal özellikleri, korozyona, ısıya, aşınmaya karşı dirençle­rini ortaya koyar. Bunlar dışında sertleşme nitelikleri de yapısal özelliklere bağlıdır. Örneğin, çe­kirdeğe kadar sertleşmeye elverişliler, özellik değiştirmeyenler, sertleştirmeye elverişli çelikler.

3. Mikroskopik yapı bakımından: Değişik karbon oranlarına sahip çelikler mikroskop altında in­celendiğinde yapısal farkları görülebilir. Buna göre çelikler ferritik, austenitik ve martenzitik çe­likler olmak üzere üç grupta toplanır.

Çeliklerin Sertleştirme ortamlarına göre sınıflandırılması

Çeliklerin sertleştirmeye olan yatkınlıkları, iç yapılarında bulunan karbon oranıyla bağlantılıdır. İç yapısında %0,20’den az karbon bulunan çelikler sertleşemez. Bu oran dışında kalan çelikler sertleştirilebilir.

Çeliğin sertleşmesi için ısıl işlemden geçirilmesi gerekir. Genel anlamıyla ısıl işlem, çeliğin ısıtılması ardından kontrollü olarak soğutulmasıdır. Soğutma işlemi başlarda çok ani, zaman içinde yavaşlatılarak yapılır. Soğutma işleminin ya­pıldığı ortam, sertleştirme ortamı olarak anılır. Su, yağ ve hava en çok kullanılan sertleştirme ortam­larıdır. Çelikler sertleştirildikleri bu ortamlara göre sınıflandırılır. Su çeliği, yağ çeliği ve hava çeliği gibi.

The post Çeliklerin Sınıflandırılması appeared first on Makine Eğitimi.

Paslanmaz Çeliklerin Kaynağında kullanılan yöntemler

Aşağıdaki kaynak yöntemleri kullanılır

• Örtülü elektrotlarla yapılan normal elektrik ark kaynağı
• TIG kaynağı
• MIG kaynağı
• Plazma kaynağı
• Oksi-asetilen kaynağı
• Tozaltı kaynağı

Biz bu yazıda, en çok kullanılan yöntem olan, örtülü elektrotla ark kaynağını baz alacağız.

Martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynağı

Martenzit sert ve gevrek yapısından  dolayı kaynaktan sonra soğurken sert çatlaklara sebep olur. Bu çeliklerin kritik soğuma hızının çok yavaş olması nedeniyle kaynak kabiliyeti çok zayıftır. Az karbonlu martenzitik çelikler kaynak edilebilir.

Normalde bu çelikleri kaynaktan önce bir ön tavlamaya ( 200 – 300 °C ) tabi tutmak gerekir.Bu tavlama, sertliği  azaltmaz ama gerilmeleri mümkünce oranında azaltır. Kaynağın ardından de 800-820 derecede 2 ila 4 saat kadar tavlanmalıdır. Bu tavlama ile kaynak bölgesinde şekil değişimine müsaade etmesine imkan sağlar ve gerilmeler azaltılmış olur.

Martenzitik çeliklerin kaynağında çoğunlukla östenitik elektrod kullanılır. Yüksek karbonlu {0,5 – 15 % C ) martenzitik çelikler kaynak edilmemelidir.

Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı

Kolay kaynak edilebilir olmalarına rağmen, kaynak sırasında bazı zorluklar görülür. Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında en büyük zorluk malzemenin 1150 °C nin üzerinde tane büyümesine olan eğilimidir. Normalde ince taneli sünek bir yapıda olan ferritik paslanmaz çelikler, iri taneli yapıya geçince çentik darbe mukavemeti çok düşer.

Bu tip paslanmaz çeliklerin kaynağında, malzeme sıcaklığının çok az bir süre 1150 °Cnin üzerinde kalması için kaynaktan sonra hızlı soğuma sağlanmalıdır. Ostenitik elektrod kullanarak tane büyümesinin sebep olduğu gevreklik giderilebilir.

Yüksek oranda krom ve karbon ihtiva eden ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında 200° lik bir ön tavlama kullanılabilir. Diğer durumlarda ön tavlamaya gerek yoktur.

Kaynak edilmiş parçaları 300-400 derecelik bir tavlamadan sonra zorlamak daha mantıklıdır. Çünkü bu sıcaklıkta malzemenin sünekliliği hissedilir derecede iyileşim sağlar.

Ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı

Paslanmaz çelik tipleri içinde kaynak kabiliyeti en iyi olanıdır. Ostenitik krom nikelli çeliklerin kaynağında, sıcakta çatlamaya meyilli oldukları için, aşağıdaki kurallara uyulmalıdır :

1-İnce çaplı elektrodlar tercih edilmeli.
2-Kaynak işleminde minimum akım şiddeti uygulanmalı.
3-Pasolar İnce olmalı,  kaynağı elektroda hareket verilmeden düz olarak çekmeye gayret edilmeli.
4- Çok pasolu kaynakta, her pasodan sonra parça oda sıcaklığına kadar soğumalı ve bir sonraki paso çekilmeli.
5-Kaynağın bitiminde krater çatlağı bırakılmamalıdır.

Schaeffler Diyagramı Nedir?

Kimyasal bileşimi bilinen bir krom nikel alaşımlı kaynak metalinin yapısını tespit etmede schaeffler diyagramından faydalanılır. Bu diyagram, bir kaynak mühendisine ne cins bir krom nikelli elektrot kullanarak farklı veya zor kaynak yapılan çelikleri, çatlama meydana gelmeden kaynak edilebileceği hakkında yol gösterir.

İşlenebilir özellikte paslanmaz çeliklerin kaynağı tavsiye edilmez. Çünkü bu çeliklerin bünyelerindeki kükürt, selenium ve fosfor porozite ve sıcak çatlamaya sebep olurlar. Bu çeliklerin kaynağında E 312 veya E 309 elektrotları ve elektrot metali ile esas metalin en az karıştığı bir kaynak yöntemi kullanılmalıdır.

Paslanmaz çeliklerin normal çeliklerle kaynağı

Paslanmaz çeliklerin normal çeliklerle birleştirilmesinde, ilk önce normal çeliğin birleştirme ağzı bir sıra paslanmaz kaynakla kaplanır, Daha sonra kaynak ağzı paslanmaz kaynakla doldurulur.

Bu iş için genellikle E 309 tipi elektrot kullanılır.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında nelere dikkat edilmeli

Kaynak yapılacak yerde vernik boya gibi maddeler olmamalı. Kükürt, Rutubet ve diğer kimyevi maddeler de kaynak kalitesini ters yönde etkiler.

Kaliteli bir kaynak için, en iyi kalite paslanmaz çelik malzeme ve elektrot kullanılmalıdır.Elektrotların rutubetten korunması gerekir. Isı miktarını düşük tutmak için küçük çaplı elektrot kullanılmalıdır.

Kaynak ağzı iyi ve uygun açılmalıdır. Kaynak çapak ve cüruflarının temizlenmesinde taş veya paslanmaz çelik tel fırça kullanılmalıdır. Cüruf zor temizleniyorsa, kaynak ağzı pis veya dardır, sıralar düzenli değildir, elektrot rutubetlenmiştir veya kaynak tam anlamı ile soğumamıştır.

En iyi korozyon direnci, mümkün olan en düşük amper ve dalgasız düz bir kaynakla mümkündür. Amper çok düşük tutulursa da , ark dengesiz oluşur, elektrot yapışır. Çok yüksek amper ise çatlamaya sebep olur.

Paslanmaz çelik kaynaklarında, alaşım çeliklerinde de olduğu gibi ilk sırada TIG ve MIG kaynağı kullanmak mümkün, hatta tercih edilir.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında elektrot seçimi

Elektrot seçiminde genel şart, kaynak yerinin esas metalle aynı kimyevi bileşime sahip olmasıdır.

Paslanmaz çeliklerin elektrik ark kaynağında kullanılan elektrotların örtüsü ya bazik yada rutil karakterlidir. Rutil elektrotlar rahat bir çalışma imkanı verdiği , cürufu kolay kalktığı ve güzel dikiş görünüşü verdiği için birçok kaynakçılar tarafından tercih edilir. Diğer taraftan bir iç köşe dikişi için bazik elektrot düşünülebilir.

5 mm den ince paslanmaz çeliklerde birleştirmenin her tarafından bir paso çekilerek kaynak yapılacaksa , rutil elektrotlar daha ekonomiktir. İki parça arasındaki mesafe uygun şekilde seçilirse , fazla her dikiş yüksekliği meydana gelmeden düzgün birleştirme elde edilir. Özellikle dikiş sonradan taşlanacaksa bu mantıklıdır.

Yüksek kaliteli bir kaynak birleştirmesi istendiği zaman. Kaynak ağzının dar ve biçimsiz olması halinde, dikey ya da zor pozisyonda yapılan montaj kaynaklarında, bazik elektrot daha uygundur. V , U veya X ağzı açılmış kalın parçaların kaynağında bazik elektrot tercih edilir.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında:
E307, E308, E309, E310, E312, E317, E318, E347, E385 numaralı elektrotlar kullanılır.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında elektrodun tutuşturulması

Rutil elektrotların gayet kolay tutuşturulmasıyla beraber bazik elektrotların tutuşturulması biraz daha zordur. Elektrot daima kaynak yapılan ağzın içinde tutuşturulmalıdır , çünkü yanma yarası oluşturur. Elektrot söndürüldüğü zaman genellikle ucunda bir cüruf tabakası oluşur. Bu cüruf tabakasının tutuşturulmadan önce bertaraf edilmesi gerekir. Bu da zımpara kağıdı ile veya kaynağa başlamadan önce tutuşturmanın kaynak maşası üzerinde yapılması ile sağlanır.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında elektrodun söndürülmesi

Elektrot söndürüleceği zaman, önce kaynak banyosu üzerinde birkaç dairesel hareket yapıp sonra kaynağın aksi istikametine doğru 1-15 mm kadar giderek cürufun üzerinden elektrot kaldırılmalıdır. Elektrot hızlı çekilirse erimiş banyo içinde krater oluşur.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında kaynak ağzının doldurulması

İlk paso çekilirken kaynağa bağlama noktasından başlanmamalı ve bu noktaların iyi erimesi için ilk paso punta noktasının biraz ilerisinden başlanarak çekilmelidir. Kaba pasolar çekilmekten kaçınılmalıdır. Bunun için elektrot doğrusal olarak yüksek bir hızla çekilir. Rutil elektrot ile bu  kolayca sağlanır. Bazik elektrot ile yapılan kaynakta ise, elektroda çok hafif bir sağ sol hareketi vererek daha düzgün bir dikiş elde etmek mümkündür.

Paslanmaz çeliklerin kaynağından sonraki işlemler

Kaynaktan sonra dikişin her iki tarafında kahverengi veya siyah renkte bir bölge oluşur. Kaynak yaparken meydana gelen bu renklenmenin kaynak işlemi bittikten sonra giderilmesi gerekir. bunun için 3 yöntem vardır.  Bunlar ; Kimyevi yöntem, taşlama ve kum püskürtme’dir.

The post Paslanmaz Çeliklerin Kaynağı appeared first on Makine Eğitimi.

 Isı İletkenliği

Paslanmaz çeliklerin ısı iletimi karbonlu çeliklerden farklıdır. Örneğin, kromlu çeliklerin ısıyı iletme kabiliyetleri karbonlu çeliklerin yarısı kadardır. Ostenitik çeliklerin ise daha kötü olup karbonlu çeliklerin üçte biri kadardır. Bu da kaynak yapılan bölgede sıcaklığın daha uzun kalacağını gösterir , dolayısıyla da bazı sorunlar ortaya çıkar , özellikle ostenitik çeliklerde kendini çekme fazla olur.

Bu sorunu mümkün olduğu kadar ortadan kaldırmak gerekir. bunun için de ısı miktarını düşük tutmalı ( küçük çaplı elektrot kullanarak ) ve soğuma esnasında gerekli tedbirler alınmalıdır (kaynağın izole ile sarılması ve benzeri gibi )

Uzama  Kabiliyeti

Krom alaşımlı paslanmaz çelikler genellikle karbonlu çelikler ile aynı genleşme katsayısına sahiptir. Halbuki ostenitik çeliklerde ise diğer karbonlu çeliklerde % 50 kadar daha fazladır. Bu da ostenitik çeliklerde kaynak dikişinin soğuması sırasında büyük büzülmelerin meydana gelmesine sebep olur. Bu büzülmeler kaynak bölgesinde gerilmeleri arttırarak çatlama tehlikesini arttırır. Özellikle çift taraflı iç köşe dikişlerinde sıcak çatlakların meydana gelme ihtimali kuvvetlidir.

Bunu önlemek için ısı iletkenliğinden doğan problemi önlemek için alınan tedbirler aynen uygulanabilir.

Elektrik İletme Direnci

Paslanmaz çelikler alaşımsız karbonlu çeliklere nazaran 4 ila 7 misli daha yüksek elektrik iletme direncine sahiptir. Bundan dolayı paslanmaz çelik elektrotlar normal elektrotlardan daha kolay kızarır.

Bunun için paslanmaz çelik elektrotlar normal demir elektrotlara nazaran daha kısa imla edilmeli ve % 25 kadar daha az akım şiddeti ile yüklenmelidir.

Tane Büyümesi

Kromlu ferritik çeliklerin kaynağında 1150 derecenin üstünde tane büyümesi olur. Kaynak yaparken ısının tesiri altında kalan bölgenin bir kısmı ve kaynağın kendisi 1150 dereceye erişir ve buralarda tane büyümesi tehlikesi başlar. Bu çeliklerde tane büyümesi hızla cereyan eder ve çok büyük taneler meydana gelir. Bu çelikler normal olarak ince taneli sünek bir yapıya sahiptirler. İri taneli hale geçince sıcaklığı oda sıcaklığının çok üzerine çıkar ve dolayısıyla çentik darbe mukavemeti , çalışma sıcaklığında çok düşer. Malzeme bir kere iri taneli duruma geçince bunu ısıl işlemlerle tekrar ince taneli yapıya döndürmek imkansızdır. Çünkü ısıtma ve soğutma esnasında hiçbir faz dönüşmesi meydana gelmez.

Bu tip çeliklerin kaynağında ( öyle bir kullanılmalıdır ki ) malzeme mümkün olduğu kadar (esas metal) kısa bir süre için 1150 dereceyi geçmeli ve böylece aşırı tane büyümesi önlenmelidir. Bu ise parçaya bir ısı miktarı vererek müteakiben hızlı soğumayı sağlayacak bir kaynakla gerçekleşebilir.

Krom-Oksit Oluşumu

Oksijen ve krom arasındaki büyük ilgiden dolayı kaynak esnasında kaynak banyosunda kalın bir oksit tabakası meydana gelir. Oksidasyon olayı çok çabuk gerçekleşir ve meydana gelen oksidin ergime derecesi de çok yüksektir. Kolaylıkla oluşan krom-oksit , kaynağın kalitesini düşürür. Bu olay yüzünden özel bir kaynak usulü ve teknik kullanarak kaynak banyosunu ve arkı hava ile temastan menetmek gerekir.

Karbür Çökelmesi

Krom karbona karşı daha büyük bir affiniteye sahiptir. Bu sebepten ötürü yüksek karbon alaşımla çeliklerde eğer karbon erimiş haldeki metal ile temasa geçerse veya ortak karbonlayıcı bir ortam mevcut ise , kaynak esnasında büyük karbürasyon eğilimi ortaya çıkar.

Özellikle 18/8 tipi gibi bazı ostenitik çelikler 450 derece ile 850 derece arasında ısıtıldıkları veya bu sıcaklıklar arsından geçerken veya bekletildiği taktirde krom karbürü oluşur. Bu şartlar altında paslanmaz çeliğe korozyona mukavemet sertliğini veren kromu tesirsiz hale gelmiş olur.

Sıcaklığın 450 derecenin üzerine çıkması halinde kromun difüzyon kabiliyeti karbonu tane sınırlarından dışarıya doğru difüze ettirecek kadar artacağın dan ve karbonun kroma karşı aşırı ilgisinden dolayı kromla birleşerek krom karbür (Cr4C) meydana getirecektir. Böyle bir karbür çökelmesi neticesinde tane sınırları boyunca genellikle sürekli bir krom ağı meydana gelir. Krom karbürün ağırlık bakımından % 90 ının  krom olmasın dan ötürü tane sınırlarında bulunan çok az karbon bile ostenit tanesinin çevresin deki krom miktarını aşırı derece azaltır.

Bunun neticesi olarak krom nikelli ostenitik çelikler 450-850 dereceler arasında ısıtıldıkları zaman artık korozyona dayanıklı değillerdir. Malzeme korozif bir atmosferle temasa geçince krom miktarının düşük olduğu tane sınırları boyunca korozyona uğrar. Bu tip taneler arası etki bütün malzemeyi çok kısa bir zamanda tahrip edebilir.

Karbür çökelmesini önlemek için ;

• Karbür çökelmesinin meydana gelmesi için gerekli karbonun az olması karbür oluşumunun az olmasına sebep olur. Karbon miktarının %0,06 dan az olması halinde tane sınırlarındaki karbür miktarı taneler arası korozyon tehlikesini yeter derecede azaltacak ve çelik kaynağa daha müsait bir hale gelecektir.
• Karbonun kroma olan ilgisinden daha büyük bir ilgiye sahip diğer bir elemanın ilavesi ile de karbür çökelmesi önlenir. Bu elemanlar genellikle titanyum , niobiyum ve tantal dır.
• Eğer yine kaynak esnasında tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelirse, ısıl işlemle bu dönüştürülebilir. Bunun için gerekli ısıl işlem , bütün parçanın 1100 dereceye kadar ısıtılıp sonra suya sokulmasından ibarettir. Böylece meydana gelen karom karbür ostenit içerisinde erir ve suya sokulmakla da bu karbür teşekkülü önlenmiş olur. Fakat kaynaktan sonra böyle bir ısıl işlemin tatbiki pratik değildir.

Sigma Fazı

Sigma fazı çok sert , antimagnetik ve gevrek bir metaller arası bileşiktir. Sigma fazı çeliğin makro sertliğini artırır , bu da çatlamalara sebep olur. Ayrıca çelikte oluşturduğu gevrekleşme den dolayı çentik darbe dayanımını düşürür. Bu sebeplerden ötürü çelikte sigma fazı istenmez.

The post Paslanmaz Çeliğin Kaynağını Zorlaştıran Sebepler appeared first on Makine Eğitimi.

Soğuk çekme mamüller- Lama çeliklere ait üretim ölçüleri

imalat çelikleri ve sıcak çekme mamüller – lamalar  için çelik üretim ebatları tablosu

Sementasyon çeliği Sae-8620 ebatları, Altıköşe otomat-St37-2 ebatları,
Sıcak çekme mamüller, ıslah çeliği Sae-4140 ebatları, transmisyon çeliği St37-2 ebatları çelik üretim ölçüleri tablosu

Soğuk çekme mamüller,lamalar,kareler, sıcak haddelenmiş, soğuk haddelenmiş Erdemir üretim sac ebatları. (HRU -siyah sac, HRP- DKP sac, RKK-kenar kesmesiz rulo genişlik ve boy ölçüleri tablosu

Böhler soğuk iş takım çelikleri K110, K100,K720 lama levha kare çelik ölçüleri

Böhler soğuk iş takım çelikleri,sıcak iş takım çelikleri,plastik çelikleri ve alaşımlı imalat çelikleri ,darbe çeliği,civa çeliği,toz metalurjik çelik lama ve kare ölçüleri tablosu

The post Çeliklerin üretim ölçüleri tabloları appeared first on Makine Eğitimi.

Çelik üretim yöntemlerinin incelenmesi

Bessemer –Thomas Çelik Üretimi Metodu

Çelik üretim teknolojisinde sıvı çelik üretimi daha yoğundur. Hava, oksijenle zenginleştirilmiş hava, veya saf oksijen verilerek, dışarıdan herhangi bir ısıtma yapmaksızın; Si, Ma, P, C, S elementlerinin yanma reaksiyonu ısılarından yararlanılarak, bu elementlerin uzaklaştırılması esasına dayanılarak yapılan çelik üretim yöntemidir.

Bu çelik üretim yöntemi, 1856 yılında İngiliz Henry Bessemer tarafından geliştirilmiştir. Bu metodun geliştirilmesinden sonra dünya çelik üretiminde önemli bir artış olmuştur. Konvertörün iç çapı yaklaşık 3,5 metre, yüksekliği 6-7 metre ve kapasitesi 25-100 ton arasıdır. İşlem süresi yaklaşık 25-30 dakikadır. Fırının dış cephesi çelik konstrüksiyon olarak yapılmış, iç kısmı ise yüksek sıcaklıklara dayanıklı tuğlalarla örülmüştür.

Hava üflenmeden önce, Karbon, Silis, Mangan gibi fazla istenmeyen malzemeleri, üfleme işlemi sırasında yakarak, cüruf haline getirmek amacıyla, fırının içine katı kireçtaşı eklenir. Üfleme bittiğinde, sülfür ve fosfor da yanmış olur. Bu sırada, %15 oranında demir de oksitlenerek cürufa dönüşür.

Bu çelik üretim yöntemiyle elde edilen çelik, istenilen kalitede değildir. Hava üflendiğinden dolayı, içindeki azot miktarı fazladır. Bu nedenle, çelik üretim yöntemleri arasında yavaş yavaş terk edilenler kategorisindedir.

Siemens –Martin Çelik Üretim Yöntemi

Yakın zamanlara kadar, favori çelik üretimi yöntemleri arasındadır. Hurda demir ve çelik ürünlerinin eritilip, geri dönüştürülmesi esasına dayanır.

Bu yöntemde Siemens Martin fırını kullanılır. Ayrı kanallardan alınan baca ve hava gazlarıyla fırın ısıtılır. sıcaklık 1700 dereceye kadar yükseltilir. oksijeni zengin olan, sıcak bir alevle karbon yakılır. Alev, hammaddeyi yalayarak ergitir ve ergimiş çelik potaya akıtılır.

Fırında biri gaz, diğeri de hava girişi için iki ağız bulunur. Sıcak yanmış gazlar bacaya gitmeden önce, bu ağızlardan birini periyodik olarak dıştan yalarken, ötekinden hava girer. Böylece, hava girişi yapan ağız, sürekli olarak ısıtılarak yanma verimi artırılmış olur. 5-10 saatlik bir çalışma sonrasında kaliteli çelik elde edilir. Fırın kapasiteleri 100-350 ton kadardır.

Siemens martin fırınlarının cürufları (Atıkları), çimento katkı maddesi olarak değerlendirilir.

Ayrıntılı bilgi için BKNZ: Siemens Martin Çelik Üretim Yöntemi

Elektrik Ark Fırınlarında çelik üretimi

Elektrik ark fırınlarında (EAF) hurda çelik ergitilir ve yeniden yüksek kaliteli çeliğe dönüştürülür. Modern elektrik ark fırınlarının pek çoğunun temel görevi katı hammaddeyi olabildiğince kısa sürede sıvı ham demire dönüştürmektir.

Dünya çelik üretiminin üçte biri Elektrik ark fırınlarında gerçekleşmektedir. Hurda çelik tüketerek, Elektrik ark fırınlarında, geniş bir aralıkta, düşük ve yüksek alaşımlı çelik üretilebilmektedir (özellikle paslanmaz çelikler).

Normal olarak Elektrik ark fırınlarının kapasiteleri 50-150 ton arasında değişmektedir. Üretim süresi ise 45 dakika ile 2 saat arasında değişebilir. Fırındaki hurda tamamen ergidiğinde, fırın sıcaklığı 1650 derecenin üzerindedir.

Hurda malzemeler;

• Kimyasal kompozisyonlarına göre (düşük alaşımlı, Paslanmaz çelik gibi)
• Atık element miktarına göre (S, P ve Cu gibi)
• Fiziksel boyut ve şekline göre gruplandırılır.

Yüksek kalite hurda demek, her yönüyle (fiziksel ve kimyasal içerik olarak) çok iyi tanımlanmış, düşük atık içeren hurda demektir. Bu tip hurdalar çok pahalıdır ve çelik üretiminde son aşamada tüketilir.

Çelik hurdası veya diğer demir içeren malzemeler, ilk olarak EAF’da yüklenir. Daha sonra fırının kapağı kapatılır. Bu kapak üzerinde fırın içerisine inip kalkabilen grafit elektrotlar bulunmaktadır. Elektrotlara verilen akım ile elektrotlardan fırın içerisindeki malzemeye geçerken ara yerde şiddetli ark oluşmaktadır. Bu ark ile açığa çıkan ısı ise fırın içerisindeki hurda malzemeyi eritmektedir. Bu işlem için gerek duyulan elektrik 100 000 nüfusu olan bir kasabaya yetecek miktardadır.

Ergitme işlemi esnasında elde edilecek çelikte gerekli kimyasal kompozisyonu sağlayacak şekilde diğer demir esaslı metaller ilave edilir. Bazik oksijen fırınlarında olduğu gibi çeliği saflaştırmak için fırın içerisine oksijen üflenir. Ayrıca yapıdaki demir dışı atıkları bağlayarak cüruf oluşturacak katkı maddeleri ilave edilir. Kimyasal kompozisyonu kontrol etmek üzere numune alımından sonra sıvı ergiyik üzerinde bulunan önce cüruf alınır. Daha sonra fırından çelik alınarak ya ikinci bir arıtma işlemine yada sürekli döküm ünitesine gönderilir.

Bu gün modem elektrik ark ocaklarında her ergitmede 150 ton çelik üretilirken bu işlem için gerekli süre yaklaşık 90 dakika kadardır. Bu fırının tek avantajı içeri katkı maddesi vermeden temiz bir ısıtma sağlamasıdır. Bu metot çelik üretim yöntemleri arasında elektriğin ucuz ve bol olduğu ülkelerde daha fazla tercih edilen bir metottur.

Bazik Oksijen Fırınında Çelik Üretimi (BOF)

Elektrik ark ocaklarına göre bazik oksijen fırınlarının temel farklılıkları;

1- Fırında meydana gelen reaksiyonların otojen olarak devam etmesidir. Yani kendi kendine yetecek enerjiye sahiptir.
2- Öncelikle bazik oksijen fırınlarının hammaddesini %70-80 oranında yüksek fırından gelen sıvı metal (sıvı pik) oluşturmaktadır. Kalan kısmı ise çelik hurdası veya demir cevheri oluşturmaktadır

bof metodu çelik üretim yöntemleri arasında en çok tercih edilenidir.

Bazik oksijen fırını yaklaşık olarak 45 derece eğimli iken içerisine doğru toplam yükün ağırlık olarak yaklaşık % 25-30’u kadar hurda malzeme yüklenir. Daha sonra hemen üzerine sıvı pik metal ilavesi yapılır. Fırın dikey konuma getirilerek üst kısımdan cüruf yapıcı madde (kireçdolomit) ilavesi yapılır. Oksijen üfleyecek nozıl fırın tabanına birkaç feet kalacak şekilde indirilir. Oksijen nozılı sürekli olarak su soğutmalı olarak çalışmaktadır

Bazik oksijen fırınlarının yapısı

Bazik oksijen fırınlarının içerisi bazik karakterde MgO refrakter tuğlalarla astarlanmıştır. MgO fırına yüklenen sıvı pikteki fosfor ve kükürdü alarak cüruf oluşturmaktadır. Bazik oksijen fırınlarının kapasiteleri tipik olarak 250 ton kadardır.

Bazik oksijen fırınlarında çelik üretimi yaklaşık 15-20 dakikada gerçekleştirilmektedir. 250 ton kapasitedeki bir BOF’nın yüksekliği 10,33 m, dış çapı 7,9 m, cidar kalınlığı 0,92 m ve çalışma hacmi 290 m3 kadardır. Fırına yüklenecek optimum sıvı metal ve hurda oranlarını, cüruf yapıcı katkı maddelerinin miktarını, fırına oksijen üfleyen mızrak yüksekliğini ve üfleme zamanını bilgisayarla otomatik olarak kontrol edilmektedir.

Bazik oksijen fırınlarında çelik üretimi

İlgili hammadde bazik oksijen fırınına yüklendikten sonra fırının üst kısmından % 99,5 den daha saf ve yüksek hızda içeri saf oksijen üflenir. Oksijen sıvı pikte bulunan karbon ve silisyumu oksitleyerek fırındaki yaklaşık % 20 oranında bulunan katı hurdayı eritebilecek ısıyı açığa çıkarır. Ayrıca sıvı pikteki manganın, demirin ve fosforun oksidasyonu ile de ortama bir miktar ısı katkısı sağlanmaktadır.

Bazik oksijen fırını ürünü olan çeliğin 1537-1650 °C kimyasal analizi yapıldıktan sonra ya ikinci bir arıtma işlemine yada doğrudan sürekli döküm ünitelerine gönderilmektedirler. Burada yani sürekli döküm ünitelerinde katılaşan çelik yarı bitmiş halde kare, dikdörtgen veya plaka seklindeki kütükler haline getirilirler.

Fırına oksijen gönderilip kaynama başladığında sıvı metaldeki silisyum SiO2’e dönüşür ve bu SiO2 diğer cüruf yapıcılarla reaksiyona girer. Aynı zamanda sıvı metaldeki karbonun yanmasıyla CO gazı açığa çıkar.

Bazik oksijen fırınında çelik üretimi esnasında egzotermik oksidasyon reaksiyonu ile önemli ölçüde enerji açığa çıkmaktadır. Bu ekstra ısı ortama ilave edilen çelik hurdası veya demir cevherinin ergitilmesi için tüketilmektedir.

Günümüzde fırın konvertörünün tabanından da oksijen üflemesi yapılan sistemler geliştirilmiştir. 14-22 adet tuyersle oksijen gazı beslemesi yapılmaktadır. Konvertöre girişte tuyerslerin dış kısımları hidrokarbon sıvı ile soğutulmaktadır. Ortama oksijen üfleme debisi ise yaklaşık 4-4,5 m3/dakikadır. Bazik oksijen fırınlarında üretilen her ton çeliğe karşılık 60 ila 100 kg arası cüruf açığa çıkmaktadır.

The post Çelik Üretim Yöntemleri appeared first on Makine Eğitimi.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılan elektrotlar

Paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılan aşağıda verilmiş olan elektrotlar AWS (American Welding Society) standartları ile belirlenmiştir.

Rutil örtülü paslanmaz çelik elektrotları

AWS E307-16 paslanmaz çelik elektrodu

Hem AC hem de DC akımda kullanılmaya uygundur. Kaynak kabiliyeti düşük çelikler ile çalışırken bile mükemmel çatlama direncine sahiptir. % 12-14 manganez çeliklerin birbirine ve diğer çeliklere kaynağı için uygundur. Sert dolgu kaynaklarından önce tampon pasolar için de uygundur.

AWS E308H-17

Rutil örtülü, paslanmaz çelik kaynak elektrotudur. Özellikle yüksek sıcaklık uygulamaları için tasarlanmıştır. Genellikle 304H paslanmaz çelik malzemelerin kaynağında kullanılır.

AWS E308L-17

Rutil örtülü, düşük karbon içerikli paslanmaz çelik elektrot, 304 ve 304L gibi malzemelerin kaynağında kullanılmaya uygundur. Benzer kimyasal bileşimdeki stabilize edilmiş paslanmaz çeliklerin kaynaklarında da kullanılmaya uygundur. Ana malzemenin sürünme dayanımı ile uyumlu olmasına dikkat edilmeli, aksi halde kullanılmamalıdır.

AWS E316 paslanmaz çelik elektrodu

Rutil örtülü bir elektrottur. Tutuşturması ve tekrar tutuşturması gayet kolaydır ve kaynak esnasında kısa devre olmaz. 3,25 mm ve daha ince elektrotlar her pozisyonda , 4 ve 5 mm lik elektrotlar yatay ve benzeri pozisyonlarda kullanılabilirler. Cüruf  ayrılması kolaydır. Çatlama , kırılma ve darbe dayanımı iyidir. Ostenitik paslanmaz çeliklerde A.I.S.I. 316 ve 316L kullanılır.

AWS E316L

Rutil örtülü bir elektrottur. Kırılma ve darbe dayanımı iyidir. Yüksek sıcaklık stabilitesi ve korozyon direnci yüksektir. Elektrot düzgün ve kararlı yanar , hiç sıçrama yapmadığı için kaynak sonu temizliği kolaydır. Bütün pozisyonlarda kullanılabilir. Elektrotların kuru tutulması gerekir. doğru ve dalgalı akımda kullanılabilir. 18/8 tipindeki stabilize edilmiş paslanmaz çeliklerin özellikle yüksek sıcaklıkta çalışacakların kaynağında kullanılır.

AWS E316L-17

Rutil örtülü, düşük karbonlu paslanmaz çelik elektrottur, 316 ve 316L gibi malzemelerin kaynağında kullanılmaya uygundur. Benzer kimyasal bileşimdeki stabilize edilmiş paslanmaz çeliklerin kaynaklarında da kullanılmaya uygundur.
Ana malzemenin sürünme dayanımı ile uyumlu olmasına dikkat edilmeli, aksi halde kullanılmamalıdır.

AWS E309L-17

Rutil örtülü paslanmaz çelik kaynak elektrotları arasındadır. Yüksek alaşımlı bir kaynak metali verir.
Hafif ve düşük alaşımlı çelikler ile paslanmaz çeliklerin kaynağını yapmak için uygundur.
Karbon çeliklerinin yüzeyi paslanmaz çelik kaplanacağı zaman geçiş katmanı oluşturmak için de uygundur.

AWS E310

Rutil örtülü paslanmaz çelik elektrotları arasındadır.Kırılma, çatlama ve darbe dayanımı gayet iyidir. Ayrıca kaynak metalinin yüksek sıcaklık stabilitesi ve korozyon direnci mükemmeldir. Elektrot bütün pozisyonlarda kullanılabilir. Fakat en iyi netice düz ve yatay pozisyonlarda alınır. Bu elektrotlarla kalın paslanmaz çelik ( Nb ve Ti ile stabilize edilmiş 18-8-9 tipi A.I.S.I. 318) levhaların , özellikle yüksek karbonluların çok sıra kaynakları problemsiz olarak yapılır.

AWS E310-16 paslanmaz çelik elektrodu

Rutil örtülü paslanmaz çelik elektrotları arasındadır , 25Cr20Ni çeliklerinin kaynağı için östenitik paslanmaz çelik bir elektrodtur. Kaynak metali, 1100-1150 °C’ ye kadar dayanıklıdır ve ölçülebilir herhangi bir ferrit içermez.
Zırh levhası gibi bazı havada-sertleşebilen çeliklerin ve paslanmaz çeliklerin alaşımsız çeliklere kaynak yapılması için de kullanılabilir.

AWS E312-17

Ferritik-östenitik dupleks kaynak metali oluşturan yüksek alaşımlı bir elektrottur.
Stres korozyonuna karşı dayanıklıdır ve seyrelmeye karşı hassas değildir.
1150 °C’ye kadar iyi oksidasyon dayanımına sahiptir.
kaynak kabiliyeti düşük olan çeliklerin birleştirilmesinde, sert dolgu uygulamasından önce tampon tabaka uygulamasında, farklı çeliklerin kaynağında, merdanelerde, alüminyum dövme kalıplarında,
sıcak iş takımlarında, plastik kalıplarında vb. kullanılır.

AWS E317L-17

Rutil örtülü, 19Cr 13Ni 3.5Mo (317L) östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı için bir uygun elektrodtur.
Yüksek Mo içeriği 316L tiplerine kıyasla asit ve oyuk korozyonuna karşı daha iyi direnç sağlar. OK 64.30 ile her pozisyonda kaynak yapmak kolaydır ve hem AC hem de DC akımda sakin bir ark kararlılığı ile kullanılır.

AWS E318 paslanmaz çelik elektrodu

Çekirdeği düşük karbonlu , rutil örtülü bir elektrottur. Alaşım elemanları kaynak metaline elektrot örtüsünden geçer. Yüksek kaynak sürati ve yüksek randımanı sebebiyle oldukça ekonomiktir. Korozyona dirençli , set yüzeyli aşınmaya mukavim kaynak metali örtüsü istenen yüzeylere tercih edilir. Kullanılışı ve cüruf ayrılması kolaydır. Kaynak dikişinin görüntüsü düzgün ve muntazamdır. 18Cr/8Ni(Mo) alaşımlı paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır.

AWS E318-17

Rutil örtülü paslanmaz çelik kaynak elektrotları arasındadır. Ti veya Nb ile stabilize edilmiş östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı için kullanılmaya uygun elektrodtur. Özellikle 316Ti paslanmaz çelik malzemenin kaynağı için uygundur.

AWS E347-16

Nb ile stabilize edilmiş 19Cr10Ni tipi paslanmaz çeliklerin kaynağı için rutil örtülü elektrottur. Genellikle 321 paslanmaz çeliklerin kaynağı için uygundur. İyi sıcak çatlama direncine sahiptir. İçerdiği ferrit miktarı nedeni ile çalışma sıcaklığı maksimum 400 ° C ile sınırlandırılmalıdır.

Bazik örtülü paslanmaz çelik kaynak elektrotları

AWS E307-15

Östenitik paslanmaz çelik elektrot ile % 5’den daha az ferrit içeren bir kaynak metali elde edilir.
Dayanıklı kaynak metali, kaynak kabiliyeti düşük çelikler ile çalışırken bile mükemmel çatlama direncine sahiptir.
% 12-14 manganez çeliklerin birbirine ve diğer çeliklere kaynağı için uygundur. Sert dolgu kaynaklarından önce tampon pasolar için de uygundur.

AWS E308H-15

Bazik örtülü paslanmaz çelik kaynak elektrotları arasıındadır . Özellikle petrokimya ve kimyasal proses tesislerinde yüksek sıcaklık uygulamaları için tasarlanmıştır.
Genellikle 304H paslanmaz çelik malzemelerin kaynağında kullanılır.

AWS E308L-15

Bazik örtülü paslanmaz kaynak elektrodu, rafineri, enerji santarlleri gibi alanlarda boru tesisatı gibi pozisyonel kaynaklar için tasarlanmıştır.
-120 ° C ye kadar 0,38 mm min. yanal genişleme ve yüksek mekanik özellik şartlarının talep edildiği uygulamalar için uygundur.
304 ve 304L gibi paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır.

AWS E316L-15

Bazik örtülü paslanmaz çelik kaynak elektrotları arasındadır. Rafineri, enerji santralleri gibi alanlarda boru tesisatı gibi pozisyonel kaynaklar için tasarlanmıştır.
-120 ° C ye kadar 0,38 mm min. yanal genişleme ve yüksek mekanik özellik şartlarının talep edildiği uygulamalar için uygundur. 316 ve 316L gibi paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır.

AWS E309L-15 paslanmaz çelik elektrodu

Bazik örtülü paslanmaz çelik elektrotları arasındadır, farklı çeliklerin ve paslanmaz çeliklerin birbirine kaynağı için uygun elektrotdur.
24Cr13Ni tipi çeliklerin kaynak edilmesi için uygundur.
Karbonlu çeliklerin yüzeyini paslanmaz çelik kaynak metaliyle kaplanmaya hazırlarken tampon katman oluşturmak için de kullanılır. 

AWS E310-15

bazik örtülü, 25Cr 20Ni-çeliklerin kaynağı için uygun paslanmaz çelik elektrodtur.
Zırh çelikleri, östenitik manganez çelikleri ve farklı çeliklerin birleştirilmesi için de uygundur.

AWS E318-15

bazik örtülü paslanmaz çelik elektrotları arasındadır, Ti veya Nb ile stabilize edilmiş, östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı için kullanılmaya uygun elektrottur. Özellikle 316Ti paslanmaz çelik malzemenin kaynağı için uygundur.

AWS E347-15

Nb ile stabilize edilmiş 19Cr10Ni tipi paslanmaz çeliklerin kaynağı için bazik örtülü paslanmaz çelik kaynak elektrotları arasındadır. Genellikle 321, 347 paslanmaz çeliklerin kaynağı için uygundur. iyi sıcak çatlama direncine sahiptir.Çalışma sıcaklığı maksimum 400 °C ile sınırlandırılmalıdır.

AWS E385-16

Özel bazik+Rutil örtülü, sülfürik aside karşı korozyon dayanımı yüksek ve tamamen östenitik bir kaynak metali oluşturan paslanmaz çelik elektrottur.  Kaynak metali, pitting korozyonuna karşı yüksek dayanıma sahiptir. Özellikle süper östenitik olan 904L paslanmaz çelik kaynağına uygundur.

Kaynak : Özmetal sanayi ve ticaret A.Ş

The post Paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılan elektrotlar appeared first on Makine Eğitimi.

Paslanmaz çeliğin özellikleri

Genel olarak paslanmaz çelikler %10 – %25 arasında Cr (krom) içerirler. Pratikte Minimum krom oranı  % 10.5 dir. Bu krom oksit tabakası çok ince bir film olarak oluşup malzemenin mekanik özelliklerinde herhangi bir kötü etki yaratmaz. Ayrıca alaşım elementi olarak Ni (nikel) de kullanılır. Nikel paslanmaz özelliğini iyileştirir ve iyi bir korozyon direnci sağlar. Paslanmaz çelikler neredeyse tüm sanayi kollarında kullanılmaktadır.

Paslanmaz çeliği, paslanmaz yapan madde nedir?

Paslanmaz çeliği paslanmaz yapan madde kromdur. Krom alaşımlı çeliklerin korozyona dayanıklı olmasının sebebi, kromun çelik yüzeyinde ince bir oksit katmanı (krom-oksit tabakası) oluşturmasıdır. Bu katman demiri pastan korur ve gözle görülemeyecek kadar incedir. Metale oksijenin etkisini tamamen engelleyerek, örttüğü metali korur.

Bu katmanın, herhangi bir sebeple yırtılma, açılma veya çizilmesi halinde katman tekrar kendini yeniler ve açığı kapatır.  Buna pasivasyon adı verilir ve titanyum gibi bazı diğer metallerde de görülür.
Nikel elementi de, diğer düşük oranlarda kullanılan molibden ve vanadyum gibi elementler gibi pasivasyon özelliğine katkı sağlar.

Paslanmaz çeliklerin bileşimlerinde, kromdan sonraki en önemli alaşım elementi nikeldir. Nikel, ısıya dirençli çeliklerin temel alaşım elementini oluşturur, çeliğin oksitlenme direncini artırır.

Paslanmaz çeliklerin niteliklerini yükseltmek için katılan diğer elementler şunlardır :

Molibden : Çeliklerin sertleşebilirliklerini ve dayanımlarını artırır. Aşınma ve sürünme dirençlerini yükseltir.

Vanadyum : Bu element de sertleşebilirliği belli oranda artırır. Azot ile birleşip nitrürleri oluşturduğundan, çeliklerde ferritli ince yapıyı oluşturmak amacıyla, tane küçültücü olarak kullanılır.

Volfram : Çeliğin dayanımını artırır. Volframın oluşturduğu karbürler, çeliklerin aşınma direncini çok artırır. Titan : V, Mo, W ve Nb gibi güçlü bir karbür oluşturucudur.

Selen : Özellikle paslanmaz çeliklerde, kolay talaşlı işlenebilirlik istendiğinde onların bileşimine katılır. Çeliğin korozyon direncini, diğer benzer elementlere göre daha az düşürür.

Azot: Yüksek sıcaklıklarda sertlik ve akma dayancını artırmak amacıyla bileşime özellikle katılır.

Paslanmaz çeliğin kullanım alanları

Paslanmaz çeliğin kullanım alanları her geçen gün artmaktadır. Başta mutfak ekipmanlarında kullanılan paslanmaz çelikler bu gün otomotiv, gıda sanayi, beyaz eşya, gemicilik gibi endüstriyel alanların yanında ziynet eşyaları, sanat eserleri ve günlük yaşamda karşımıza çıkan birçok mekânda dekoratif amaçlı olarak kullanılmaktadır. Paslanmaz çelik tüketimi artık toplumların refah seviyesinin bir göstergesi sayılmaktadır.

Normal günlük yaşamımızda dahi, çatal-bıçaklardan saatlere kadar bu ürünlerin çok geniş bir şekilde kullanıldığını görürüz.

Mutfaklarımızdaki çelik tencerelerde örneğin.

Paslanmaz çeliklerin diğer çeliklere göre; Yüksek korozyon dayanımı, bazı paslanmaz alaşımların düşük, bazılarının yüksek sıcaklıklarda yüksek mekanik dayanım göstermesi, her türlü imalat işleminin ( kesme, kaynak, sıcak ve soğuk şekillendirme, talaşlı imalat) kolay yapılabilmesi, çok farklı yüzey kalitesinde olabilmeleri ve bakımlarının kolay olması , kolay temizlenebilir özelliklerinden dolayı hijyenik olmaları ve uzun ömürlü olmaları en büyük üstünlükleridir.

Metalin paslanmamasının büyük önem taşıdığı havacılık endüstrisinde, sağlık sektöründe ameliyat ekipmanları, protez vb yapımında da paslanmaz çeliğin kullanımı yaygındır.

paslanmaz çeliğin kullanım alanlarına havacılık sektöründen bir örnek. Hafif uçaklar için tasarlanmış 4 zamanlı bir uçak motoru (Yukarıda)

Her gün gökyüzünde uçan ve onbinlerce canın emanet edildiği bir makinenin, paslanmış bir parça yüzünden havada arıza yapmasını istemeyiz.

Dünyada üretilen paslanmaz çeliklerin büyük bir bölümü levha olarak tüketilmektedir. Günümüzde paslanmaz levhalar; her türlü çelik kazan imalatlarında, enerji makine imalat ve ulaşım sektöründe, dış cephe kaplamalarında, doğalgaz bacalarında vb. uygulamalarda sıkça kullanılmaktadır. En çok kullanılan 430, 304, 316 ve 310’dur. Levha olanlarda, 8 mm. kadar olan kalınlıklarda soğuk halde üretim metotları kullanılabilmekte, ancak bu kalınlıktan sonraki değerlerde sıcak halde malzemeler kullanılabilmektedir.

Çeliğin paslanması için havadaki oksijenle temas etmesi yeterlidir. Ancak özellikle suyun içinde çalışan makineler ve parçaların paslanması daha kolaydır. Resimde yüzme havuzlarında kullanılan bir su jeti görünmektedir. (yukarıda)

İmalat sanayiinde sıklıkla kullanılan ürünlerdir. Cıvata, vida ve pim yapımı, transmisyon milleri yapımı, korozyonun yüksek olduğu nemli ortamlar ve asidik ortamlarda tercih edilirler. En yaygın kullanılan türleri 304, 316. 310, 420′ dir.

Yoğun neme maruz kalan, Liman-rıhtım gibi ortamlardaki yük taşıyıcı halatların paslanmaz çelikten yapılması, maliyetlerini artıracak, ancak uzun dönemde paslanmaz çelik kullanmanın doğru tercih olduğu anlaşılacaktır.

Genellikle 12,0 mm kalınlığa kadar olan paslanmaz çelikler rulo olarak üretilmekte ve üretim sonrası proseslerle levha haline dönüştürülebilmektedir. Eni 600 mm’den az olan rulolara dar şerit, 600mm ‘den fazla olan rulolara da geniş şerit denir.

The post Paslanmaz çeliğin özellikleri ve kullanım alanları appeared first on Makine Eğitimi.

Çeliklerin DIN normuna göre sınıflandırılması

Alman Standartları Enstitüsü Normu (Almanca: Deutsches Institut für Normung) kısaca DIN olarak yazılır. Alman normu, daha çok, çeliklerin dayanımını esas alır. Çeliğin kimyasal bileşimini dikkate almaz. DIN normunda, çeliklerin kısa isimle gösterilmesi için, genel olarak St işareti kullanılır. St Al­manca  Stahl =Çelik  sözcüğünün baş harfleridir. Bundan sonra gelen 37, 42… gibi rakamlar, çeliğin çekme dayanımını gösterir. Çekme dayanımı, karbon oranıyla bağlantılıdır.

DIN normuna göre çelik ve dökme demir çeşitlerinin kısaltmaları (yukarıda)

ST,GG,GS,GTS ve GTW lerde doğrudan doğruya eklenen sayının 9.81 faktörüyle çarpımı sonunda en düşük çekme dayanımı (N/mm²) elde edilir. StE lerde ise buna karşın garantili çekme sınırı elde edilir.

DIN normunda kullanılan kısaltmaların açıklaması (Yukarıda). Bu tabloda C ve D harflerine eklenen sayılar % olarak karbon miktarını gösterirler.

Alaşımlı Çeliklerin DIN normuna göre sınıflandırılması

Metallerin kısaltılmış isimlerinin ilk sayılan, yüzdelik ağırlığındaki karbon miktarını belirtirler. C harfi burada yazılmaz. Daha sonra ağırlık yüzdesinin sıralanmasındaki alaşımlı elementlerinin kimyasal işaretlerini ve ayrıca aşağıdaki faktörler çarpılan ağırlık yüzdesini gösterir.

Alaşım miktarının %5 den fazla içerikli olması durumunda, çarpım faktörü kullanılmaz. Emniyetli bir tanımlama için genellikle 100 katlı karbon (C) içeriğinin önüne X konur. Yüksek hız çelikleri S harfi ile alaşımları tanımlanır. Volfram,Molibden, Vanadyum ve Kobalt alaşım yüzdeliklerinin sıralanması incelenir.

Ek işaretlerin harflerle tanımlanması

Her bir metalin kısaltılmış adından önce yazılan tanıtım harfleri

DIN normunda ele alınan ve en çok karşımıza çıkma ihtimali olan çeliklerin kısaltmaları ve karbon oranları aşağıdaki gibidir.

DİN normunda 17 100 standart numarasıyla toplanmış olan genel yapı çelikleri, 1991 yılında yapılan değişiklikle DİN 10 025 standart numarası altında bir araya getirilmiştir. Söz konusu stan­dart, çelikleri üç ayrı kalite altında toplamaktadır. St 33 ile St 42’ye kadar olan çeliklerin 1 ve 2 nu­maralı kalite grupları üretim şekline göre aşağıdaki gibi gösterilir:U = Desokside olmamış (üretimi esnasında yani ergiyik haldeyken, çeliğin oksijenini almak için Mn, Si ve Al atılmamış) yapı çelikleri.R = Desokside olmuş (üretimi esnasında yani ergiyik haldeyken, çeliğin oksijenini almak için Mn, Si ve Al atılmış) yapı çelikleri.3 numaralı kalite grubuna giren çelikler özellikle gazı alınmış olarak üretilir.Aşağıdaki tabloda söz konusu çeliklere ait örnekleri görmeniz mümkündür.

DIN normuna göre sıcak haddelenmiş alaşımsız yapı çelikleri

DIN normuna göre,sıcak haddelenmiş, alaşımsız yapı çelikleri çekme dayanımı , kullanım alanları, kısaltmalar ve özellikler tablosu (Yukarıda)

NOT: Büyütmek için çizelgeye tıklayınız.

DIN normuna göre sıcak haddelenmiş, alaşımsız yapı kaynak yapmaya elverişli ince dokulu inşaat çelikleri. Özellikleri ve kullanım alanları (Yukarıda)

Azotlu çeliklerin DIN normuna göre sınıflandırılması ve kullanıldıkları yerler. (Yukarıda)

NOT: Büyütmek için çizelgeye tıklayınız.

DIN normuna göre otomat çelikleri

DIN normuna göre otomat çelikleri, otomat çeliklerinin özellikleri ve kullanım alanları (Yukarıda)

Islah Çeliklerinin DIN normunda gösterilmesi

Islah çeliklerinin DIN normuna göre numaralandırılması, özellikleri ve kullanım alanları (Yukarıda)

Islah olabilir sıcak haddelenmiş yay çeliğinin numaralandırılması, özellikleri ve kullanıldığı yerler (Yukarıda)

NOT: Büyütmek için çizelgeye tıklayınız.

Sementasyon Çeliklerinin DIN normunda gösterimi

DIN normlarına göre Sementasyon çeliklerinin numaralandırılması , kullanım alanları ve özellikleri (Yukarıda)

Sementasyon  çelikleri; Manivela ve vidalar, dişli çarklar. Tezgah hız milleri. Ölçü aletleri, miller, piston milleri gibi makine elemanlarında tercih edilirler.

Ferritik,martenzit ve austenitik çeliklerin din normunda gösterimi ve kullanıldıkları alanlar. (yukarıda)

Ferritik çelikler soğuk şekil verilebilir. Kötü talaş kaldırma özelliğine sahiptir. Koşullara bağlı olarak kaynak edilebilir. örnek olarak, Kaplama parçaları ve panolarda kullanılır.

martenzit çelikler sertleştirilebilir. İyi talaş kaldırma özelliklerine sahiptir. Kısmen kaynaklanamaz. Yüksek düzeyde dayanımlı parçalar, dingiller,miller ve cerrahi aletlerde kullanılırlar.

Austenitik çelikler soğuk şekil verilebilir.İyi kaynak yapılır.Kötü talaş kaldırma özelliğine sahiptir. Kimya ve gıda endüstrisinde tercih edilirler.

Alaşımsız soğuk çekilmiş çelikler ve kullanıldıkları yerler. (yukarıda)

Alaşımsız soğuk çekilmiş çeliklerin kullanım alanlarına örnek olarak takım elemanları,sert metal takım gövdeleri,maden ocakları ve yol inşaatlarında, basınçlı havaya maruz kalan takımlarda. Gravür kalıplarında, el keskisi, soğuk biçimlendirmede. Bıçak yapımında. Ağaç işlerinde kullanılan şerit ve daire testerelerde. Vida dişi açma aletlerinde. Pres aletlerinde ve mastarlarda.

The post Çeliklerin DIN normuna göre sınıflandırılması appeared first on Makine Eğitimi.

Siemens Martin Çelik Üretim Yöntemi

Hurda çeliğin eriyik ham demirin aynı anda kullanılması, böylelikle hurda malzemenin tekrar üretime katılmasını ve katkılı çelik üretimini amaçlayan bir yöntemdir. Isıtılmış hava sıcaklığı 2000 C ye kadar çıkarılmıştır. Fırına 1/3 oranında hurda ve kireçtaşı konur ve 3 saat ısıtılır. Sonra fırına eriyik hamdemir konulur. Üretim esnasında eriyikten örnekler alınarak analiz yapılır. Böylelikle kaliteli çelik üretilmiş olur.

Adını, 1864’de bu yöntemi keşfeden Pierre Emile Martin ve sonradan bu çelik üretim yöntemini geliştiren William Siemens’ten almıştır. Çelik üretim yöntemleri arasında değerini yitirmeyen eski bir yöntemdir. Ancak bazı sebeplerden ötürü günümüzde kullanımı azalmıştır.

Siemens Martin Çelik Üretim Yönteminin çalışma prensibi

Bu yöntemde banyo küvetlerini andıran bir ocaktan oluşan alev fırını kullanılır. Siemens-Martin fırınlarında yüksek sıcaklıklara ulaşılması gerekir. Bunun için yanmayı temin eden havayı önceden ısıtmak gerekir.

siemens martin çelik üretim yöntemi çalışma prensibi (yukarıda)

Önceden ısıtma işlemi, bacaya gidecek olan gaz ile ısıtılmış olan tuğlalı bir ısı sistemi içerisinden havanın geçirilmesiyle yapılır. Önceden ısıtma iş­leminin yapıldığı sistemin soğumaması için, bu hava akımının yönü her 15 dakikada bir değiştirilir. Önceden ısıtma sistemi fırının alt kısımlarında bulunmaktadır. Önceden ısıtılan hava, brülör geçitle­rinde sıvı ya da gaz yakacaklar ile karşılaşır. Bu karışım fırını alevlendirir. Oluşan alev şarj maddele­rini ve fırının içindeki tuğlaları ısıtır

Siemens Martin Çelik Üretim Yönteminin avantajı

Siemens martin çelik üretim yönteminin bir avantajı ham demirden  başka hurdaları ergitmek sureti ile çelik üretimi yapmanın mümkün olmasıdır. Üretilen çelik burada da konvertörlerde olduğu gibi akıcı bir sıvı haldedir. Siemens Martin fırınlarının çatıları silikat tuğlalardan yapılır. Bu şekilde fırını 1600 c- 1700c  sıcaklıklara kadar çıkmak mümkündür. Siemens Martin fırınlarında ısıtma için, taş kömürü, linyit kömürü, jeneratör gazı ve türlü petrol ürünleri kullanılır.

Bu tür fırınlarda düşük kalorili gazlar kullanılacaksa, gazın önceden ısıtılması gerekir. Hurda malzemenin ardından fırına kireç taşı, daha sonra da ergimiş hâldeki ham demir ilâve edilir. Kok kömürü veya fuel oil  kullanılması durumunda fırının ön ısıtmaya gerek yoktur. Siemens Martin fırınlarının çalışma süreleri 5 – 15 saat arasındadır ve 10 ayda bir bu fırınların bakımı yapılır.

Siemens-Martin (Simens-Martin) fırınlarında çelik üretimi için hurda malzeme, kireç taşı ve er­gimiş demir kullanılmaktadır.

Ergimeyle birlikte fırın içindeki karışımın yabancı maddeleri cüruf hâline gelir. Bu cüruf içinde, çelik için zararlı olan tüm yabancı maddeler bulunmaktadır. Cürufun fırın içindeki hava akımıyla önceden ısıtma sistemine zarar vermemesi için cüruf toplama havuzları fırın içinde bulunmaktadır.

Siemens Martin çelik üretim yönteminde, 250 ton kapasiteli tipik bir fırının ebatları şunlardır. Boy 15 m, Genişlik 6 m, ve 1 metre derinliğinde sıvı çelik tutabilecek özelliktedir. Genellikle bu ocakların kapasitesi her ısı devresi için 100-375 ton kadardır. Her devre 8- 10 saat sürer.

The post Siemens Martin Çelik Üretim Yöntemi appeared first on Makine Eğitimi.

Yüksek hız çelikleri

Yüksek hız çeliği nedir?

Yüksek hız çeliği, diğer adı ile ; Seri çelik,  Yüksek kesme hızlarında çalışan kesici takımların yapımında kullanılan çeliktir. Hava çeliğinden farklı olarak kesme yeteneğine sahiptir. Bu çeliklerle 50 m/dk hızda kesme işlemleri yapılabilir. Kesici uç, tavlama sıcaklığına kadar ısıtılırsa bile kesmeye devam eder.

Bu malzeme; hava çeliği adı ile, çakı imalâtında kullanılır. İşlenmesinden sonraki adına ‘Hız çeliği veya Seri çelik’ denmekle birlikte, piyasada ”Yüksek hız çeliği” diye de tanınır.

Yüksek hız çeliklerinin bileşimleri

Yüksek Hız çeliklerinin bileşimleri genellikle %0,6 –0,8 karbon %3-5 krom ve %14-20 wolframdan ibarettir.
Bunların dışında yapıda vanadyum, kobalt ve molibden 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 kesilmesinde başarılıdır. Kobalt elementi üstün seri çeliklere katılır.

Yüksek hız çelikleri – ısıl işlem

Yüksek hız çeliklerinde ısıl işlem 1150-1350 C gibi oldukça yüksek sıcaklıklarda yapılır. Parçalar 850 dereceye kadar ısıtılırlar. Böylece oksitlenme engellenerek tavlama sıcaklığına ulaştırılırlar. Sonra soğutma ve sertleştirilme  işlemi yapılır. Soğutma havada ve yağda  devam edebilir.

HSS

İngilizce ”High Speed Steel” kelimelerinin kısaltmasıdır. Yüksek hız çeliği anlamına gelir.

HSS Kesici takımlar

Hss Kesici takımlar , içinde %6 – 9 Molibden, %1.5 – %6 Krom ve %15 – 22 Volfram katkılı çelik kesici takımlardır. Kalite ve dayanımları orta seviyedir. Yaklaşık 600°C’ ye kadar dayanırlar. Pratikte yaygın olarak kullanılırlar.

HSS çeliklerin özellikleri

HSS çeliklerin en önemli özellikleri 600 °C dereceye kadar yüksek sıcaklıklara dayanarak, özelliğini kaybetmemeleridir. Yüksek hız çelikleri havada sertleştiklerinden dolayı, yüksek sıcaklıktan, adi sıcaklığa kadar soğuması ile sertliğini korurlar.

HSS Nerelerde kullanılır ?

HSS ,orta sertlikteki çelik, döküm ve metal olmayan malzemelerin işlenmesinde verimli bir şekilde kullanılır.

Talaşlı üretimde, CNC takım tezgâhlarının yaygın olarak kullanılmaya başlanılmasından sonra, yüksek  devir ve hızlara ulaşılması, bu çeliklerin önemini giderek azaltmıştır.

Endüstride kullanılan küçük çaplı freze çakılarının çeşitli biçimlerinin tamamı, büyük çaplı freze çakılarının yalnız kesici uçları hız çeliğinden üretilirler. Sertlikleri, 62 – 64 Rc kadardır. (Rc = Rockwell C)

Seri çelikten yapılacak kesici takımlar, ısıl işlem görmemiş bütün malzemelerin işlenmesinde kullanılır. Kesme hızları takım çeliklerine göre oldukça yüksektir. Soğutma sıvısının kullanılmasıyla da kesici takımın ömrü uzatılır.

HSS kılavuz (yukarıda)

HSS Pafta (yukarıda)

HSS çeliklerin çeşitleri

HSS Yüksek hız çeliklerinin çeşitleri ;
1 — Başlıca alaşım elemanı Tungsten olanlar,
2 — Başlıca alaşım elemanı molibden olanlar.

Önce tungstenli tip yapılmıştır. Molibdenliler daha evvelce bilinmiyorlardı, ilk defa birinci dünya savaşında Tungsten kıtlığı sebebiyle Amerikalılar tarafından öne çıkarılmıştır. Bunlardan hangi grubun daha iyi olduğuna dair henüz kesin bir yargı yoktur. En fazla kullanılan bileşim tipleri çizelgede gösterilmiştir.

Bu çeliklerden yapılmış aletlerin kesme ağızlan, iş sırasında kızıl derece sıcaklığına yaklaşsa bile yine de çalışmaya elverişlidirler.
Halbuki karbonlu alet çelikleri ile düşük alaşım çelikleri, bu durumda sularını kaybederler ve derhal aşınırlar.
Hız çeliğinden yapılmış bir alet ise yaklaşık olarak 590 derecenin üstüne çıkılmadığı takdirde, normal sıcaklıkta soğumaya bırakılırsa eski sertliğini yine kazanır.

Hız çeliklerine diğer çelikler gibi aynı yöntemlerle şekil verilir, tavlanmış ve normalize edilmiş çubuklar halinde piyasada satılırlar.
Tavlanmış durumdaki Brinell sertlikleri, 200 — 250 arasındadır.
Karbonlu ve düşük alaşımlı alet çelikleri ise 170 — 200 arasındadır.

Hss çeliğin ömrü

Yüksek hız çeliklerinden üretilen aletlerin kesme ağızlarına “sert kromaj” yapılırsa, aletin ömrü, işlenen malzemeye, kromaj tipine ve kalınlığına göre 2 — 10 kat artar.

Hız çelikleri havada da su alırlar. Böylece şekil değiştirme ve çatlama tehlikesi azalır. Hacim değiştirmesi yine mevcuttur. Şekil değiştirme noktaları diğer çeliklere göre yüksektir.

Hız çelikleri  en çok kullanılan talaş kaldırma malzemelerindendir. Bunun başlıca sebebleri şunlardır:

1 — Kızıl derece sertliğine sahiptirler.
2 — Aşınmaya karşı dayanıklıkları, diğer alet çeliklerine göre fazladır.
3 — Kızıl derece sertliği özelliği sebebiyle, yumuşak bir yüzey oluşturmadan, istenen şekil taşlanarak verilebilir.
4 —Hız çelikleri “Nitrürasyon = Azotlama” sertleşmeye müsaittirler. Aletin ömrü böylece % 50 — 200  artar.
5 — Su alma yetenekleri yüksektir.

Hss havşa matkabı (Yukarıda)

Kobalt Yüksek Hız çelikleri:

Yüksek Hız çeliklerine kobalt eklenmesi, aletin aşınmaya karşı olan dayanıklılığını artırır. Böylece daha sert malzemeyi, daha kolay ve daha büyük kesme hızları ile işlemek mümkün olur. Fakat kobaltlı hız çeliklerinin kırılganlıkları daha fazladır, ve daha pahalıdırlar. Bu nedenle bu çeliklerin kullanılması, normal tip Yüksek hız çelikleri ile çalışmanın ekonomik olmadığı yerlerde uygundur.

Stellitler

“ Haynes” tarafından 1907 ylıında icat edilmiştir. “ Stellit” bir çelik değil, fakat krom, kobalt, tungsten ve bir miktar demir ile karbon bileşimli bir alaşımdır.

Bileşimleri şöyledir:

%12 — 20 Tungsten,
%35 — 50 Kobalt,
%25 — 35 Krom, geri kalanı da demir ile % 1,8 – 2,15 arasında karbondur.

Stellitler ancak döküm ile veya taşlamak suretiyle şekil verilebilir. Isıl işleme lüzum göstermezler. Sertlikleri normal sıcaklıkta 60 — 62 Rockwell C. veya 600 BrinelFdir. Kırılgandırlar ve kolayca çatlarlar. Bunları karbür aletlerle, talaş kaldırarak işlemek mümkünse de, bu işlem çok zordur.

The post Yüksek hız çelikleri. HSS nedir. HSS çelik özellikleri appeared first on Makine Eğitimi.