Celik Malzemeler Ve Secimi Egitim Notlari

ÇELİK MALZEME VE SEÇİMİ Hazırlayan:

İbrahim Mart Makina Mühendisi

16-11-2001 1

ĠÇĠNDEKĠLER 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Sayfa No

Malzemenin Tanımı Malzeme Muayenesi ve Önemi Malzeme Seçimi Çeliklerin Tanımlanması Çeliklerin Sınıflandırılması Çelik Norm ve Simgeleri Döküm Malzemeler Çelik Alaşım Elementleri Çeliklere Uygulanan Isıl İşlemler Metal Prosesleri Hadde Mamüllerinde Toleranslar Ve Yüzey Durumları Çelik Siparişinde Önemli Hususlar Makina ve kalıp üretiminde kullanılan malzemeler

3 5 8 12 13 35 52 58 64 67 68 69

70

2

1. MALZEMENĠN TANIMI Doğada sınırlı sayıda bulunan elementler genelikle bileşik halindedir, yani saf halde bulunmazlar. Değişik amaçları gerçekleştirmek için elementler saf ve/veya bileşikler halinde kullanılabilir. Çoğu zaman Metaller grubundaki elementleri başka metaller veya metal olmayanlarla karıştırarak alaşımlar yapılır ve bu şekilde kullanılır. Bir amacı gerçekleştirmek için kullanılan her madde malzeme adını alır. Dişli yapımında kullanılan çelik, iletken olarak kullanılan bakır, uçak endüstrisinde kullanılan alüminyum, Isı yalıtımında kullanılan asbest, inşaatta kullanılan çimento v.b. maddeler bu amaçları gerçekleştirmek için kullanılan malzemelerdir. Malzemeler, madensel ve madensel olmayan malzemeler olarak iki ana gruba ayrılır. Doğada bulunan tüm metaller madensel malzemeler sınıfına, dışında kalan herşey madensel olmayan malzemeler sınıfına girer. Madensel malzemeler de kendi içinde ikiye ayrılmaktadır ; - Demir cinsi metaller - Demir olmayan metaller Metaller belirli ortak özelliklere sahiptir. Şekillendirilebilmeleri, ağır oluşları, elektrik ve ısı iletim özellikleri, kendilerine özgü renkleri, ışığı yansıtmaları, oda sıcaklığında katı olmaları, kristal kafesi yapısına sahip olmaları metallerin ortak özelliklerindendir. Civanın sıvı olması, magnezyumun hafif olması istisnai durumlardır. 3

DEMĠR VE ÇELĠK Sanayi dışındaki günlük yaşamda bu iki kelime aynı manada kullanılmaktadır. Oysa teknik anlamda iki kelimenin tanımladığı malzemeler birbirinden çok farklıdır. Demir, altın, gümüş, nikel, oksijen gibi kimyasal bir elementtir. Saf demirin elde edilmesi zordur ve sanayide yaygın kullanım alanı yoktur. %99,8 saflıktaki demir doğada bileşikler halinde bulunur ve aluminyumdan sonra yer kabuğunda en bol bulunan elementlerdendir (yer kabuğunun yaklaşık %5’i demirdir). Saf demirin fazlaca yumuşak olması ve mukavemetinin düşük olması nedeniyle diğer elementlerle alaşım yapılarak sanayida kullanılması mümkündür. Yaklaşık % 0.03 ile % 2 karbon içeren demir karbon alaşımı, “Çelik“ malzeme olarak yaşantımıza girmiştir.

4

2. MALZEME MUAYENESĠ VE ÖNEMĠ Malzeme muayenesi “ herhangi bir amaç için malzeme seçimi veya seçilen bir malzemenin yerinde görevini yapıp yapmayacağını anlamak için, veya herhangi bir malzemenin özelliklerini belirlemek için yapılan çeşitli deneyler “ olarak tanımlanabilir. Malzeme muayanesi, amaç, tip ve şekil bakımından 3 e ayrılır ; - Muayene şekli bakımından - Muayene tipi bakımından - Muayene amacı bakımından

5

2.1 Muayene Ģekli bakımından: Tahribatlı ve tahribatsız muayene olmak üzere ikiye ayrılır. Tahribatlı muayenelerde, muayene edilecek malzemeler kırılır, ezilir, parçalanır, çökertilir, eğilir, şişirilir, kopartılır, kesilir ve bir daha kullanılmayacak duruma getirilir. Tahribatsız muayenelerde ise malzemeler herhangi bir zarara uğramadan X ışınları, ultra viole ışınları, mikroskop altında doku kontrolü, sertlik ölçme işlemleri, ultrasonik muayene, kıvılcım muayene ve benzeri yollarla muayene edilerek özellikleri hakkında bilgi alınır.

2.2 Muayene tipi bakımından: Bu muayene ticari, araştırma ve bilimsel olmak üzere üçe ayrılır. Ticari muayeneler, malzeme ve makina elemanlarının, şartnamelerde belirtilen özelliklerin var olup olmadığını araştırmak için yapılan muayenelerdir. Araştırma muayenesi, belirli şartların varolduğu ortamda malzemelerin özelliklerinin ne ölçüde değiştiğini anlamak için yapılan muayenelerdir. Bilimsel muayene, yeni bulunan veya geliştirilen bir malzemenin temel özelliklerini, bu özelliklerle ilgili değerleri ve katsayıları bulmak için yapılan muayenelerdir. 6

2.3 Muayene amacı bakımından: Bu tip muayene, malzemelerin temel özelliklerinin belirlenmesi için yapılır. Fiziksel özellikler : Özgül ağırlık, şekil, ölçü, nem oranı, yapısal durumu, ergime ve kaynama sıcaklıkları, manyetik özelik, ısıl genleşme ve ergime sıcaklığı Mekanik özellikler : Çekme, basma, eğme, burulma, kesme dayanımları, vurma dayanıklığı, % uzama, % kesit daralması, sertlik, elastik ve plastik biçim değiştirebilme yeteneği, özlülük, kırılganlık, akma ve titreşim özellikleri Termal özellikler : Isı ve elektrik iletkenliği, genleşme ve uzama değerleri, özel ısı değerleri Teknolojik özellikler : Dövülebilme, dökülebilme, kesilebilme, kaynak edilebilme, biçimlendirilebilme Fiziko kimyasal özellikler : Su emme ve geçirme özellikleri ( şişme ve büyüme ) Kimyasal özellikler : Bileşim, atomik yapı ve atom ağırlıkları ile atmosfer ve korozyon etkilerine dayanım özellikleri Akustik özellikler : Ses iletimi ve yansıtma özellikleri Optik özellikler : Malzemenin rengi, ışığı yansıtma özellikleri 7

3. MALZEME SEÇĠMĠ Bir makina veya yapı elemanı için malzeme seçimi, tasarımcının vermesi gereken önemli kararlardan biridir. Karar, genellikle parça ölçüleri belirlenmeden verilir. Malzeme ve proses seçiminden sonra, tasarımcı, elemanın iç gerilme ve uzama sınırlarını, malzemenin sahip olduğu özelliklerle mukayese ederek, kabul edilebilir ve emniyetli sınırlar içinde kalmasını sağlar. Makina parçalarında gerilim ve esneme çok önemli olmasına rağmen, malzeme seçimi sadece bu iki özelliğe bağlı değildir. Üzerinde hiç yük olmayan bir çok parça, sadece yer doldurmak amacı ile tasarlanmış olabilir. Makina elemanları, genellikle korozyona dayanıklı olacak şekilde tasarlanırlar. Kimi zaman tasarımda sıcaklık etkisi, gerilim ve uzamadan daha önemlidir. Bir parçanın tasarımını, malzeme ve prosese bağlı olarak, gerilim ve uzamanın yanısıra, başka bir çok faktör etkileyebilir.

8

3.1 Malzeme seçiminde uyulması gereken yöntem ; - Kuvvet analizi ; Yapımı düşünülen makina elemanın maruz kaldığı yük ve momentlerin belirlenmesi. - Geometrik analiz ; Bu yük ve momentleri belirlemek için gerekli şekil ve ölçünün belirlenmesi. - Malzeme seçimi ; Makina elemanının yapımında kullanılacak malzemenin belirlenmesi.

9

3.2 Malzeme seçiminde dikkate alınması gereken temel faktörler ; - Malzemenin temin edilebilme kolaylığı - Üretim işlemlerine uygunluk - Fiziki, teknolojik ve mekanik özellikler - Ekonomiklik değerleri - Korozyon direnci 3.2.1 Malzemenin Temin Edilebilme Kolaylığı ; Seçilen malzeme, şekil, miktar ve ölçü bakımından her istenildiği zaman bulunabilmelidir. 3.2.2 Üretim ĠĢlemlerine Uygunluk ; Bir işi yapmak için piyasada çok çeşitli malzeme bulmak mümkündür. Ancak bu malzemelerden bir tanesi en uygun olanıdır. Üretim işlemlerine uygunluk, bir malzemenin talaş kaldırma, dövülebilme, dökülebilme veya plastik biçimlendirme yöntemleri ile kolaylıkla istenilen şekle sokulabilme özelliğidir. 10

3.2.3 Fiziki, Teknolojik ve Mekanik Özellikler ;

Makina elemanlarının kullanılacakları yerde görevini yapıp yapmayacağı, taşıması gerekli özellikleri taşıyıp taşımadığının araştırılması ve belirlenmesi ile anlaşılır. Sertlik, dayanım, özlülük, aşınma direnci, Elektrik, ısı iletkenliği ve başka bir çok özellikler bir malzemenin kullanma alanında yeterli olup olmadığını açıklayabilir. 3.2.4 Ekonomiklik Değeri ;

Bir malzemenin ekonomi faktörü; malzemenin fiyat ve kullanma zamanı yani ömrü ile birlikte düşünülmelidir. Bir malzemenin fiyatı, değerlendirme için yeterli değildir ve tek başına bir anlam taşımaz. 3.2.5 Korozyon Direnci ;

Aşındırıcı etkiye sahip bir ortamda çalışacak olan makina elemanları, korozyon direnci yüksek olan malzemelerden yapılmalıdırlar.

11

4. ÇELĠK MALZEME TANIMI ; Çelik, hamdemirin çelik üretim fırınlarında ikinci bir işlemden sonra elde edilen üründür. Çelik içerisinde %1.7’ ye kadar karbon, %1’ e kadar manganez, %0.5’ e kadar silisyum ve %0,05 ten az kükürt ve fosfor bulunan demir-karbon alaşımıdır. Farklı üretimlerle, alaşımlama suretiyle veya uygun ısıl işlem sayesinde istenilen nitelikte çelik elde edilebilir. Ayrıca, çelik yüksek bir dayanıma sahip olduğundan ve ucuza üretilebildiğinden, imalat teknolojisinde genel kullanıma sahip bir malzemedir. Çelikler soğuk ve sıcak olarak işlenebilirler. Talaş kaldıran makinalarda işlemleri kolaydır. Mekanik özellikleri üstündür. Demir karbon alaşımlarından en yaygın kullanılanı çeliktir.

12

5. ÇELĠKLERĠN SINIFLANDIRILMASI Çelikler, kullanım yerlerine veya özelliklerine göre, çeşitli şekillerde sınıflandırılmaktadırlar. Bu sınıflandırmalar genel olarak aşağıda belirtilmiştir. - Kompozisyonlarına göre - Üretim metodlarına göre - Piyasaya arz edildikleri kesit şekillerine göre - Kalite niteliği belirleme durumuna göre - Kullanım yerlerine göre

13

5.1. Kompozisyonlarına Göre ; - Karbonlu çelikler - Alaşımlı çelikler Karbon çelikleri ; düşük karbonlu, yüksek karbonlu çelikler olarak sınıflandırılabilirler. Alaşımlı çelikler, ihtiva ettikleri alaşım elementlerine göre sınıflandırılabilirler, manganlı çelikler, krom nikelli çelikler gibi. 5.2. Üretim Metodlarına Göre ; - Sıcak haddelenmiş çelikler - Soğuk çekilmiş / haddelenmiş çelikler Üretim esnasında kullanılan oksijen giderme yöntemlerine göre de, kaynar çelik, durgun çelik, yarı durgun çelik gibi sınıflandırma yapılabilir.

14

5.3. Piyasaya Arz edildikleri kesit şekillerine göre ; - Yuvarlak çubuk - Altı köşe çubuk - Plaka - Sac - Profil 5.4. Kalite Niteliği belirleme durumuna göre ; Standart çeliklerin sipariş veya taleplerinde, o çeliğin norm simgelerine ilaveten kullanım yerini tanımlayan “kalite” nitelikleride belirtilebilir. Nitelik belirleyen bazı çelik “kalite” leri aşağıda belirtilmiştir.

15

5.4.1. Karbon Çeliklerinde ;

Sıcak haddelenmiĢ karbonlu çelik çubuklar ; - Ticari kalitede - Özel kalitede; Dar toleranslarda, sertleşebilen, metalik olmayan kalıntılardan arınmış. - Soğuk ekstrüzyon kalitesinde - Döğme kalitesinde Karbon çeliği levhalar ;

- Standart kalitede - Soğuk çekme kalitesinde - Döğme kalitesinde - Basınçlı kap imaline uygun kalitede - Gemi sacı kalitesinde

16

Sıcak hadde saçlar / soğuk hadde saçlar ; - Ticari kalitede - Derin çekme kalitesinde - Özel durgun çelikten üretilmiş derin çekme kalitesinde Emayelik saçlar ; - Ticari kalitede - Derin çekme kalitesinde Karbon çeliği teller ; - Sanayi kalitesinde - Çivilik tel - Yaylık tel - Kaynak telleri

17

5.4.2. AlaĢımlı Çelikler de ; AlaĢımlı çelik plakalar ;

- Genel yapı çeliği kalitesinde - Çekme kalitesinde - Basınçlı kap imaline uygun kalitede Sıcak haddelenmiĢ çelik çubuklar ;

- Standart kalitede - Aks mili kalitesinde - Rulman yapımına uygun kalitede - Döğme kalitesinde - Silah namlusuna uygun kalitede

18

5.5. Kullanım Yerlerine göre ; Bu tip sınıflandırmada, herhangi bir çelik birden fazla grubun içinde yer alabilir. Bu sınıflandırma, sanayinin günlük yaşamda sık kullanılan kelimelerle çeliği basitce tanımlama ihtiyacından çıkmıştır. - Genel yapı çelikleri - İmalat çelikleri ( sade karbonlu çelikler) - Sementasyon çelikleri - Nitrasyon çelikleri - Otomat çelikleri - Islah çelikleri - Yay çelikleri - Rulmanlı yatak çelikleri - Takım çelikleri - Subap çelikleri - Soğuk döğülebilen çelikler - Paslanmaz çelikler

19

5.5.1. Genel Yapı Çelikleri ;

Levha, sac, profil şeklinde çelik kontrüksiyon, bina, köprü, makina, gemi yapımı gibi yerlerde kullanılan çeliklerdir. St-33 ile St-70-2 arasındaki tüm çelikler bu sınıftadır. Bakınız

TABLO - 1

20

5.5.2. Ġmalat Çelikleri ;

Sade karbonlu çelikler, alaşımsız makina yapım çeliği olarak da ifade edilirler. Yaygın kullanılan imalat çeliklerinden bazıları ; - SAE 1040 (C 35), Makina - aparat yapımında mukavemet gerektiren parçaların imalinde, hidrolik silindirlerin piston millerinde, güç aktaran millerde (preslerin eksantrik mili gibi), Dişli ve civata imalinde yaygın olarak kullanılır. Sertliği 55 HRC ye kadar çıkabilir, indüksiyonla da sertlik alır. Kaynak yapmaya pek uygun değildir. Sertleştirilmiş ve menevişlenmiş durumda ( 40 -100 mm arası ) -

Çekme mukavemeti Sb = 60 - 70 kg/mm²

-

Akma mukavemeti

Sy = 35 kg/mm²

Sıcak haddelenmiş durumda bu değerler çok değişkenlik gösterir bu durumda Brinell sertlik değerinden, yaklaşık çekme dayanımı hesaplanabilir. -

Sb = 0,36 HB Alaşımsız çelikler için Sb = 0,34 HB Alaşımlı çelikler için 21

- SAE 1050 (C 45), Makina – aparat yapımında yüksek mukavemet gerektiren parçaların imalinde, dişli yapımında, toprak ve kömür sektöründe kırıcı ve kazıcı parçaların yapımında kullanılır. Genellikle ısıl işlemden sonra kullanılması daha ekonomiktir. Sertliği yağda 58 HRC, suda 61 HRC ye kadar çıkabilir. Kaynağından kaçınılmalıdır. Sertleştirilmiş ve menevişlenmiş durumda ( 40-100 mm arası ) - Çekme mukavemeti Sb = 66 – 80 kg/mm² - Akma mukavemeti

Sy = 40 kg/mm²

- SAE 1060 (C 60), Yüksek zorlama ve aşınmaya maruz makina parçalarının imalinde, toprak işleme makinalarının ( pulluk, çapa vb ) yapımında kullanılır. Sertlik değeri 1050 den fazladır. Kaynağından kaçınılmalıdır. Sertleştirilmiş durumda ( 40-100 mm arası ) - Çekme mukavemeti Sb = 79 – 90 kg/mm² - Akma mukavemeti

Sy = 46 kg/mm²

22

5.5.3. Sementasyon Çelikleri ;

Yüzeylerinin sert ve aşınmaya dayanıklı, iç kısımlarının yumuşak ve esnek olması istenen darbeli zorlamalara dayanıklı parçaların imalinde kullanılan düşük karbonlu alaşımsız veya alaşımlı çeliklerdir. Bu tür çelikler düşük karbon ihtiva ederler (max. %0,25). Bu nedenle yüzeye karbon emdirilmeden, 850-950 °C ısıtıp suda veya yağda aniden soğutmakla sertlik almazlar. 850-950 °C sıcaklıklarda kolay karbon veren bir ortamda uygun bir süre tutularak malzemenin dış yüzeyine belirli bir derinlikte (0 dan 3 mm ye kadar) karbon emdirilir. Bundan sonra malzeme uygun bir hızla soğutularak sadece dış yüzeyi sertlik kazandırılır. Sementasyon derinliği malzemenin sementasyon sıcaklığında tutulma süresine bağlıdır. Karbon verici ortam ve sıcaklık da bu derinliği etkiler.

23

Karbon verici ortamlar ; - Odun kömürü - Tuz banyosu ; NaCN Sodyum Siyanür, K CN Potasyum Siyanür - Gazlı ortam ; Propan C H, Metan CH4, Etan C2 H 6 Odun kömürü ile yapılan sementasyon demode olmuş bir yöntemdir. Kitlesel üretime uygun değildir. Az miktardaki parçaların sementasyonunda kullanılabilir. Yaygın kullanılan bazı sementasyon çelikleri ; - SAE 8620 (21 Ni Cr Mo 2), Yüksek mukavemet gerektiren dişliler (oto şanzuman dişlileri), burçlar, miller (güç aktaran zincir milleri) vb. yapımında kullanılır. İhtiva ettikleri alaşım elementleri nedeni ile en pahalı sementasyon çeliklerindendir. - SAE 5115 (16 Mn Cr 5), 8620 ye göre ucuzluğu nedeni ile daha geniş kullanımı vardır. Dişli çarklar, şanzuman dişlileri, muylu ve mil, karbon mafsalı (ıstavroz) yapımında kullanılır. - SAE 1020 (C 15), En ucuz ve alaşımsız semente çeliğidir. Fazla zorlamalara

maruz olmayan küçük makina parçaları, manivelalar, burç ve pim yapımı gibi yerlerde kullanılır. Bakınız TABLO - 2

24

5.5.4. Otomat Çelikleri ;

Mukavemet değerleri çok önemli olmayan, talaşlı işlenerek kitlesel üretimi yapılacak parçalar için geliştirilmiş olan çelik türleri “otomat çelikleri ” olarak tanımlanır. Otomatik işleme tezgahları “otomatlar” bu çeliklerin isim babasıdır. İhtiva ettikleri yüksek kükürt ve fosfor nedeni ile kısa, kırılgan talaş verirler. İşleme esnasında kesici takım ömürlerini uzatabilmek için bazı türlerine kurşun ilave edilir. Otomat tezgahların çubuk sıkma ve sürme düzenleri, bu malzemelerin piyasaya eksariya soğuk çekilmiş, bazan kabuk soyulmuş olarak arz edilme gereğini getirmiştir. Islah işlemi uygulanabilen 35 S 20, 45 S 20, 60 S 20, SAE 1137, 1140 gibi karbonlu olanları soğuk çekme esnasında çatlama gösterdiklerinden, piyasaya arz edilirken soğuk çekilmezler. Bunlar döğme yapılacaksa sıcak haddelendiği gibi, talaşlı işlenecekse veya hassas döğme yapılacaksa kabuk soyulmuş olarak piyasaya sunulurlar.

25

Yaygın kullanılan otomat çeliklerinden bazıları ; 9 S Mn 36, SAE 1117, 35 S 20, 45 S 20 - 9 S Mn 36, hidrolik ve pnömatik bağlantı elemanları, distribütör milleri, somunlar, araç yakıt donanımı parçalarının seri üretiminde - 35 S 20, 45 S 20, Isıl işlem görmesi gereken otomotiv parçaları imalinde kullanılır (enjektör milleri, bijon somunu gibi).

26

5.5.5. Islah Çelikleri ;

Sertleştirmeye elverişli miktarda karbon ihtiva eden ıslah işlemi sonunda dayanımları artan alaşımlı veya alaşımsız makina imalat çelikleridir. Islah çelikleri, ıslah işlemi yapmadan kullanmak ekonomik değildir. Burada Islah işlemi, sertleştirme ve müteakiben menevişleme işleminin kısa ifade edilişidir. Islah işlemi sonunda kazandıkları üstün mekanik özelliklerden dolayı, çeşitli şiddette değişen yüklerde yorulmaya maruz makina ve motor parçaları, döğme parçalar, krank mili, biyel, rot-rotil, aks, bijon civataları gibi otomotiv endüstrisinde önemli parçaların imalinde kullanılmaktadır. Yaygın kullanılan bazı ıslah çelikleri SAE 4140, SAE 5140 Bakınız

TABLO - 3

27

5.5.6. Yay Çelikleri ;

Esnek oluşları nedeni ile yay imaline elverişli çeliklere verilen genel adıdır. Bu çeliklerin esneklik sınırı yani akma noktaları yüksektir. Yayların, bası, çeki ve burulma gibi çalışma şekilleri, yay malzemesinin seçiminde etkin rol oynar. Yay çelikleri kimyasal bileşimlerine göre genel olarak aşağıdaki şekilde gruplandırılır ; - % 0,50 - % 1,00 arası karbon içeren alaşımsız çelikler - Si, Cr, Mn, V ihtiva eden alaşımlı yay çelikleri Sık aralıklarla şekil değiştiren yay, yüzeyindeki mikro çatlak ve kusurlardan dolayı ve bünyesindeki istenmeyen kalıntılardan dolayı metal yorulması olarak adlandırılan olay sebebiyle kısa sürede kırılabilir. İnce kesitli yaylar soğuk, kalın kesitli yaylar sıcak olarak şekillendirilirler. Şekillendirmeden sonra yay çelikleri sertleştirilir ve menevişleme yapılır. Menevişleme, sertleştirmeden hemen sonra yapılmazsa sertleştirme çatlakları oluşur. Mikro çatlaklar yayın kısa sürede kırılmasına sebep olur. Bakınız

TABLO - 4

28

5.5.7. Takım Çelikleri ;

Çeşitli metal veya metal olmayan (plastik, cam vb.) malzemeden yapılacak parçaların şekillendirilmesinde kullanılan aşınma dayanımları yüksek (genelde) alaşımlı çeliklerin genel adıdır. Yüksek karbonlu alaşımsız çeliklerde bazan ucuzluğu nedeni ile takım çeliği olarak kullanılırlar. 5.5.8. Hava Çelikleri ;

Bazan HSS rumuzu ilede tanınırlar (Hoch Schnell Stahl, Yüksek hız çeliğinin kısaltılmışıdır). 1200°C dereceye ısıtılıp havada soğutularak 63-67 HRC sertliğine erişirler, hava sertleştirilmelerinden dolayı dilimizde hava çeliği olarak yerleşmiştir. Bu malzemeler, genel olarak, talaş kaldırma takımlarının imalinde kullanılır. (Matkap, rayba, klavuz, torna kalemleri vb.) En önemli özellikleri, yüksek sıcaklıklarda aşınma dirençlerini korumalarıdır. En pahalı çelik türüdür. Piyasada bulunabilen türleri; 1.3343, 1.3344, 1.3243’tür.

29

5.5.9. Soğuk ĠĢ Takım Çelikleri ;

200°C dereceyi aşmayan sıcaklıklarda, daha çok şekillendirme, sac kesme kalıplarının yapımında kullanılan çeliklerdir. Bazı türleri, talaşlı imalat takımları yapımında da kullanılabilmektedir. Birçok çelik türünde olduğu gibi, bu çeliklerde de sertlik ve tokluk aynı anda olsun istenir. Fakat, bu iki özelliğe aynı anda yeterince sahip bir çelik türü yoktur. Bu nedenle, kullanım yerine göre bazı çeliklerin tokluğundan fedakarlık edilerek sertlik özelliği ön plana çıkar. Bazılarında ise tersi olur. Yüksek karbonlu türlerinde sertlik (aşınma) özelliği iyi, düşük karbonlu türlerinde tokluk (esneklik) özelliği iyi.

30

Piyasada yaygın kullanılan soğuk iĢ takım çelikleri ve kullanıldığı yerler ; 1.2714 ; Derin gravürlere (form) sahip döğme kalıplarında, şahmerdan kalıplarında 1.2343 ; Hafif metallerin basınçlı enjeksiyon kalıplarında, metal sıkıştırma (ekstruder) takımlarında Çalışma sertliği ; 38 - 53 HRC 1.2365 ; Ağır metallerin basınçlı döküm kalıplarında, Çalışma sertliği ; 35 - 47 HRC 1.2567 ; Demir dışı metallerin basınçlı döküm kalıplarında, Çalışma sertliği ; 42 - 48 HRC 1.2731 ; Çelik, alüminyum gibi ağır ve hafif metallerin profil ve gravürlerinin baskı kalıpları ve matrislerinde, Çalışma sertliği ; 42 - 48 HRC 31

5.5.10. Sıcak ĠĢ Takım Çelikleri ;

Metal ve metal dışı malzemelerin 200°C derecenin üzerindeki sıcaklıklarda şekil verilmesinde kullanılan çelik türleridir. Bu tür çeliklerin önemli özellikleri , - Çalışma sıcaklığında sertliğin kaybedilmemesi, (krom, molibden, volfram ve vanadyum bu özelliği sağlayan alaşım elementleridir.) - Darbeli çalışan döğme kalıplarında tokluk önemlidir. (nikel, sıcak iş çeliklerinde tokluğu arttıran bir elementtir.) - Isınma soğuma çatlaklarına karşı dayanım

32

Piyasada yaygın kullanılan sıcak iĢ takım çelikleri ve kullanıldığı yerler ; 1.2080 (Spezial K) ; Kesme ve kalıpçılık takımları için standart malzemedir. İyi kesme kabiliyeti, iyi aşınma dayanıklılığı, ölçü ve şekil sabitliği vardır. Isıl işlemde en az şekil ve ölçü değiştiren takım çeliklerindendir. %2 karbon dolayısı ile aşırı sertleşir (65 HRC ye kadar). Tokluğu düşüktür. 1.2550 ; darbelere karşı dayanıklıdır. Tokluk özelliği iyidir. Yüksek zorlamalara maruz kesme bıcakları ve gravur (darbetme) takımları için uygundur. Çalışma sertliği ; 53 - 58 HRC 1.2542 ; darbeli çalışan kırıcı ve ezici takımlar için uygundur. Çalışma sertliği ; 50 - 57 HRC 1.2243 ; Ekstruzyon, kesme ve bükme takımları gibi büyük aşınmaya maruz yerlerde çalışan takımlar için uygundur. Çalışma sertliği ; 55 - 60 HRC 33

1.2721 ; Yüksek zorlamalara maruz şekillendirme kalıpları, para, madalya, numara zımbaları için uygundur. Çalışma sertliği ; 54 - 57 HRC 1.2067 ; Soğuk haddeleme roleleri ve şekil verme takımları 1.2601 ; Derin çekme zımbaları, ekstruzyon takımları, yüksek zorlamaya maruz soğuk kesme bıçakları (giyotin bıçakları), delik zımbaları, yüksek hızda çalışan ağaç frezeleri. Çalışma sertliği ; 58 - 65 HRC 1.2210 ; Civa çeliği olarak bilinir. Bildiğimiz civa ile ilgisi yoktur. Krom ve vanadyumlu çeliktir. Fransız normlarında bu iki element çelik rumuzunda C, V olarak gösterilir. Civa çeliği adı buradan geliyor olabilir. İnce sacların zımbalanmasında, kalıplarda pim yapımında kullanılır. Piyasaya genellikle 30 mm nin altında çap olarak ve h6 toleransı ile sunulur. 34

6. ÇELĠK NORM VE SĠMGELERĠ Günümüzde kullanılan çelik türünün 2000 civarında olduğu tahmin edilmektedir. Çelik üreticileri ile çelik kullanıcıları arasındaki ilişkide, bu kadar geniş çeşit arasından doğru malzeme seçimi yapabilmek için, bir takım çelik normları ve simgeleri geliştirilmiştir. Simgelerde, Çeliğin ; - Dayanımı - Kimyasal bileşimi - Üretim yöntemi - İç yapı durumu - Piyasaya arz ediliş biçimi gibi özelliklerin biri veya bir kaçı kodlandırılmıştır. Ülkemizde de yaygın olarak kullanılan bazı çelik norm ve simgeleri aşağıda özetlenmiştir. - SAE ve AISI Çelik norm ve simgeleri - DIN Çelik norm ve simgeleri - AFNOR - Fransız Standartları - BS - İngiliz Standartları

35

6.1. SAE ve AISI ÇELĠK NORM VE SĠMGELERĠ Çeliklerin numaralandırılmasının ihtiyaç olduğu tesbiti ve sistem adaptasyonu, ilk kez Otomotiv Mühendisleri Birliği (SAE, Society of Automotive Engineers) tarafından yapıldı. Daha sonra Amerika demir ve çelik enstitüsü (AISI, American Iron and Steel Industry) tarafından benzer bir sistem adapte edildi. 1975 yılında SAE, metal ve alaşımlar için, Birim Numaralandırma Sistemini (UNS, Unit Notation System) yayınladı. Bu sistem, diğer malzeme özellikleri için çapraz referans numaralarınıda kapsamaktadır. UNS, malzemeyi tanımlamak için harf kullanır. Örneğin karbon ve alaşım çelikleri için G, alüminyum alaşımları için A, bakır esaslı alaşımlar için C, paslanmaz veya korozyona dayanıklı malzemeler için S ön ekleri kullanılır. Bazı malzemelerin bu şekilde tanımlanması konusunda henüz fikir birliğine varılamamıştır. X X X X İlk iki rakam çeliğin ait olduğu alaşım grubunu, son iki rakamda karbon miktarını yüzde olarak verir.

36

6.1.1. Karbonlu Çelikler ;

G10XX sade karbon çeliği ( M max. % 1)

(SAE 1040)

G11XX kükürtlü otomat çeliği

(SAE 1117)

G12XX kükürtlü, fosforlu otomat çeliği

(SAE 1212)

G15XX Yüksek manganlı ( M max. % 1 - %1.65) 6.1.2. Manganlı Çelikler ;

G13XX mangan en az % 1.75 6.1.3. Nikel Kromlu Çelikler ;

G31 XX Ni 1,25; Cr 0,65 – 0,80

(SAE 3120)

G32 XX Ni 1,75; Cr 1,07

(SAE 3220)

G33 XX Ni 3,50; Cr 1,50 – 1,57

(SAE 3316)

G34 XX Ni 3,00; Cr 0,77

(SAE 3435)

37

6.1.4. Molibdenli Çelikler ;

G40 XX Mo 0,20 – 0,25

(SAE 4032)

G44 XX Mo 0,40 – 0,52

(SAE 4422)

6.1.5. Krom Molibdenli Çelikler ;

G41 XX Cr 0,50, 0,80, 0,95 (SAE 4032) Mo 0,12, 0,20, 0,25, 0,30 6.1.6. Nikel Krom Molibdenli Çelikler ;

G43 XX Ni 1,82; Cr 0,50 – 0,80; Mo 0,25

(SAE 4340)

G47 XX Ni 1,05; Cr 0,45;

Mo 0,20 – 0,35

G86 XX Ni 0,55; Cr 0,50;

Mo 0,20

G87 XX Ni 0,55; Cr 0,50;

Mo 0,20

G88 XX Ni 0,55; Cr 0,50;

Mo 0,35

G93 XX Ni 3,25; Cr 1,20;

Mo 0,12

G94 XX Ni 0,45; Cr 0,40;

Mo 0,12

G98 XX Ni 1,00; Cr 0,80;

Mo 0,25

(SAE 8620)

(SAE 9840) 38

6.1.7. Nikel Molibdenli Çelikler ;

G46 XX Ni 0,85-1,82; Mo 0,20 – 0,25 6.1.8. Kromlu Çelikler ;

G50 XX Cr 0,25, 0,40, 0,50 ve 0,65 G51 XX Cr 0,80 ve 1,05 arası

(SAE 5140)

6.1.9. Yüksek Kromlu Çelikler ;

G514 XX Cr 10 ile 18 arasında

(SAE 51420)

6.1.10. Krom Vanadyumlu Çelikler ;

G61 XX Cr 0,60-0,95; V 0,10 – 0,15

(SAE 6150)

6.1.11. Wolfram (Tugsten) Kromlu Çelikler ;

G72 XX W 1,75; Cr 0,75 6.1.12. Silisyum Mangan Çelikleri ;

G92 XX Si 1,40 – 2,00; Mn 0,65-0,82 Cr 0,00 – 0,65

(SAE 9260) (SAE9255) 39

6.1.13. Paslanmaz Çelik ;

Paslanmaz çelik için UNS gösterimi, “S” ön eki ile kullanıyor ve ön ekten sonra gelen ilk üç rakama eski AISI sistemindeki gibi kullanılıyor. Sonraki iki rakam özel amaçlar için ayrılmıştır. Grubun ilk rakamı, yaklaşık olarak bileşeni gösterir. Böylece 2 rakamı, krom – nikel – manganez, 3 rakamı, krom – nikel çeliği ve 4 rakamıda, krom alaşımlı çeliği ifade eder. Kimi zaman, paslanmaz çelik, alaşımları ile ifade edilir. Böylece, S30200 çeliği 18-8 paslanmaz çelik olarak adlandırılır, bunun anlamı %18 krom ve %8 nikel demektir.

40

6.1.14. Aliminyum AlaĢımları Gösterimleri ;

Aliminyum için kullanılan ön ek, A harfidir. Harften sonraki ilk rakam prosesi gösterir. Örneğin A9 çekme aliminyum, A0 döküm alaşımlı aliminyumdur. İkinci rakam ana alaşım grubunu gösterir. Gruptaki üçüncü rakam orjinal alaşımı modife etmek veya katkıların limitlerini belirtmek için kullanılır. Son iki rakam, ana grupla birlikte kullanılan diğer alaşımları belirtir. Aliminyum %99,0 veya daha fazla saf

Ax1xxx

Bakır alaşımları

Ax2xxx

Manganez alaşımları

Ax3xxx

Silisyum alaşımları alaşımları

Ax4xxx

Magnezyum alaşımları

Ax5xxx

Magnezyum-silisyum alaşımları

Ax6xxx

Çinko alaşımları

Ax7xxx

41

6.1.15. Dökme Demir ;

Dökme demir için, Amerika Malzeme ve Test Birliği (ASTM) numaralandırma sistemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistem çekme dayanımını esas almaktadır. ASTM No. 30 Dökme Demir, minimum 30 kpsi çekme dayanımına sahiptir. Bununla birlikte tablolarda, tipik çekme dayanımı 31 kpsi olarak gösterilebilir. Tasarımda kullanırken, emniyet faktöründen dolayı bu iki rakama dikkat etmek gerekir.

42

6.2. DIN ÇELĠK NORM VE SĠMGELERĠ Sanayileşmenin başladığı yıllarda çelik kelimesinin almanca karşılığının kısaltması çelik simgesi olarak kullanılmaya başlanmıştır, Çelik, Almanca Stahl (St). St halen alaşımsız genel yapı çeliklerini tanımlamada kullanılır. St den sonra çeliğin çekme dayanımı (kg/mm²) yazılır. Çeliğin üretim metoduna göre aşağıdaki harfler çeliğin simgesine ilave edilir. M

: Siemens martin ocağında üretilen çelik,

E

: Elektrik ark ocaklarında üretilen çelik,

U

: Kaynar çelik

R

: Durgun çelik

Örnek; ER St 42; elektrik ark ocaklarında elde edilen, çekme dayanımı 42 kg/mm² olan durgun çelik Genel yapı çelikleri DIN 17100 de verilmiştir.

43

DIN normlarında çeliklerin analizlerine göre kodlaması ; 6.2.1. Karbon Çelikleri ;

C XX ile gösterilir, C karbonun kimyasal rumuzu, XX sayısı çeliğin içinde bulunan ortalama karbon miktarı yüzdesidir. ( C15, C45 gibi) C harfinden sonra kullanılan harflarin anlamı aşağıda açıklanmıştır ; C : Genel amaçlı kaliteli karbon çeliği max. 0,060 P, max. 0,060 S bulunur. Ck : Genel amaçlı kaliteli karbon çeliği max. 0,035 P, max. 0,035 S bulunur. Cq : Genel amaçlı soğuk şekillendirilebilir karbon çeliği max. 0,030 P, max. 0,035 S bulunur. Cf : Yüzey sertleştirmeye uygun karbon çeliği max. 0,025 P, max. 0,035 S bulunur.

44

6.2.2. DüĢük AlaĢımlı Çelikler ;

Alaşım elementlerinin ağırlıkları toplamı en fazla % 5 olan çeliklerdir. Simgenin başına yazılan sayı ortalama karbon miktarının 100 ile çarpılarak bulunan sayıdır. Bu sayıdan sonra alaşım elementlerinin sembollerini ve daha sonraki sayı veya sayılarda alaşım elementlerinin ortalama yüzde miktarlarının belirli katsayılarla çarpımını gösterir. Simgede çarpan olarak kullanılan katsayılar ; krom (Cr), kobalt (Co), mangan (Mn), nikel (Ni), silis (Si), wolfram (W) elementleri için vanadyum (V), molibden (Mo), bakır (Cu), alimiyum (Al) elementleri için kükürt (S), karbon (C) elementleri için

4 10 100

45

Örnek ; C ; 0,10-0,17; Si 0,15-0,35; Mn 0,40-0,70; P 0,035; Cr 0,90-1,30; Ni 4,25-4,75 alaşımına sahip bir çeliği sembollerle gösterelim ; Ortalama karbon 0,14 x 100 = 14 Ortalama Cr

1,10 x

4=

4,4

Ortalama Ni

4,50 x

4 = 18

14 Ni Cr 18 4 Çok elementli alaşımların genellikle en fazla olan element katsayısı yazılır. Bu durumda örnekteki çelik 14 Ni Cr 18 olarak simgelenir.

46

6.2.3. Yüksek AlaĢımlı Çelikler ;

Alaşım elementlerinin ağırlıkları toplamı % 5 ten fazla olan çeliklerdir. Simgenin başına yüksek alaşımı belirtmek için X harfi yazılır. Ortalama karbon miktarının 100 ile çarpılarak bulunan sayı yazılır. Daha sonra alaşım elementlerinin miktarı aynen yazılır. Bu gösterimde tüm alaşım elementlerinin çarpanı 1 olarak kabul edilir. Yüksek alaşımlı çelik örnekleri ; X 120 Mn 12, X 20 Cr 13, X 210 Cr 12 6.2.4. AlaĢım Elementlerinin Alt Sınırları ;

DIN normlarında, çeliğin içinde bulunan alaşım elementlerinin miktarı aşağıda belirtilen sınırlardan daha az ise alaşım elementi olarak değerlendirilmezler. Aluminyum 0,10

Mangan 1,00

Vanadyum 0,10

Bakır

0,40

Molibden 0,08 Wolfram

Bor

0,0008 Nikel

0,30

Karbon

0,05

Kobalt

0,10

0,40

Kükürt

0,05

Silis

0,10

47

6.2.5. DIN Normlarında Malzeme Numaraları ;

DIN normlarında, kimyasal bileşimleri gösteren simgelerin dışında bir de malzeme numarası (Werkstoff Nr.) kullanılır. Burada malzemeyi tanımlamak için 5 haneli bir rakam dizisi kullanılır. X.XXXX Birinci rakam ; malzemenin cinsini gösterir. Çelik için 1, Demirden ağır metaller için 2, hafif metaller için 3, metal olmayan malzemeler için 4-8 arası rakam kullanılır. Ġkinci rakam ; Çelik türünü gösterir. Üçüncü rakam ; Çelik türü alt grubunu gösterir. Son iki rakam ; sıra numarası gösterir. Rakamların sıralama dışında, çeliklerin belirleyici bir özelliği yoktur.

Malzeme numarasına örnekler ; 00 ticari nitelikli çelikler 05 Orta karbonlu çelikler 07 Otomat çelikleri 20-29 takım çelikleri 32-33 hava çelikleri 40-49 paslanmaz çelikler 50-89 makina yapım çelikleri

1.0037 gibi = St 37-2 1.0503 gibi = C 45 1.0736 = 9 SMn 36 1.2080 = X 210 Cr 12 1.2845 = 90 Mn Cr V 8 1.3343 1.4021 = X 20 Cr 13 1.7225 = 42 Cr Mo 4

48

6.3. AFNOR-FRANSIZ STANDARTLARI DIN normlarıda (St) yerine A simgesi kullanılır. A 37 ; Fransız normunda 37 kg/mm² kopma mukavemeti olan çeliktir. Kimyasal analizine göre simgeleme, sistem oalrak DIN normundakine benzer, ancak alaşım elementlerinin rumuzları farklıdır. Örnekler ; C 35

yalın karbonlu çelik % 0,35 karbon var

XC 18

ısıl işlemlik çelik

35 NC 15 alaşımlı çelik 50 CV 4

alaşımlı çelik

% 0,18 karbon var % 0,35 karbon, %3,7 nikel ve krom var % 0,50 karbon, %1 krom ayrıca vanadyum var.

49

6.4. BS - ĠNGĠLĠZ STANDARTLARI Bu normlarda çelik simgeleri kimyasal analizlerine göre altı haneli sayı ve sembol sistemi kullanılarak verilir. XXXXXX - İlk üç işaret, rakam olarak çelik türü ana grubunu - Dördüncü işaret, harf olarak çeliğin özelliğini - Son iki işaret, rakam olarak karbon miktarını ( % C X 100 ) belirtir Çelik türü ana grubu ; 000-199 Karbon çelikleri 200-240 Otomat çelikleri 250-299 Yay çelikleri 300-499 Paslanmaz çelikler – ısıya dayanıklı çelikler 500-999 Alaşımlı çelikler

50

Çelik özelliğini belirten harfler ; A

: Kimyasal analizi istenilen aralıkta (P ve S düşük)

H

: Sertleşme aralığı dar çelikler

M

: Mekanik özelliklere ait değerler istenilen sınırlar arasında

S

: Paslanmaz çelikler

Örnekler ; 060 A 47 ; % 0,47 ortalama karbon ihtiva eden alaşımsız çelik, yaklaşık C45 muadilidir. 709 M 40 ; % 0,40 ortalama karbon ihtiva eden alaşımlı çelik, yaklaşık 42 CrMo4 muadilidir.

51

7. DÖKÜM MALZEMELER Döküm malzemeler; iş parçasının genel geometrisine yakın şekilde dökülür. Dökme demirler; düşük sıcaklıkta ergirler, maliyetleri düşüktür, aşınma dayanımları yüksek olup, basma dayanımları üstündür. Sayılan özellikler nedeniyle dökme demirler geniş kullanım alanına sahiptirler. Dökme demirler içerisine karbondan başka Mn, Si, S ve P vardır.

Dökme Demir Çeşitleri: - Lamel grafitli dökme demir (GG), - Küresel grafitli dökme demir (GGG), - Temper döküm (GT), - Beyaz temper döküm (GTW), - Siyah temper döküm (GTS), - Çelik döküm (GS), - Alaşımlı dökme demirler. 52

7.1. Lamel Grafitli Dökme Demir (GG); Lamel grafitli dökme demirde karbonun büyük bir kısmı yaprakçık biçimindeki grafit olarak bünyeye kat kat yerleştirilir. Açık, ferritik-perlitik temel yapıda (siyah-beyaz) grafit, dökme demirin kırık yüzeyinin gri görünmesine sebep olur. Bu yapı, kolay talaş kaldırılabilir ve özlü titreşimleri sönümlendiren, iyi kayma nitelikleri olan özelliklere sahiptir. % 2.6 - 3.6’ lık yüksek karbon payı, dökümün akıcı ve kolay dökülmesine sebep olur. Bu sayede biçim verilmesi zor ve ince cidarlı iş parçaları da bu döküm çeşidiyle elde edilebilir. Dökümün içindeki grafit lamelleri yükleme esnasında iç çentikler gibi etki eder. Bu nedenle, malzemeyi lokal akma noktasına getirebilen ve böylece dayanımını ve genleşmesini önemli ölçüde düşüren keskin gerilme değişiklikleri meydana getirir. Buna karşılık lamel grafitli dökme demirin yapısal dayanımı, çekme dayanımında olduğu gibi yaklaşık birkaç kat büyüktür. Grafit lamellerin büyüklüğü, soğutma hızına bağlıdır. Lamel grafitli dökümden takım tezgahları için, sütun gövde (kaide) ve kızaklar, şanzıman gövdesi, motor blokları, silindir kapakları ve fren diskleri gibi makina parçaları üretilir. Bakınız TABLO - 5

53

7.2. Küresel Grafitli Dökme Demir (GGG); Küresel grafitli dökümde (sifero döküm), grafit çeliğin temel yapısına benzer bir şekilde küre biçiminde yer almıştır. Küresel biçim sayesinde grafit, bir miktar çentik etkisi doğurur, fakat diğer taraftan yüksek mukavemet ve tokluk özelliklerine sahiptir. Bütün dökme demir cinsleri içinden çeliğe en yakın niteliklere sahiptir. Tavlama suretiyle tokluk, ıslah etme suretiyle dayanım arttırılır. Küresel grafitli dökme demirden yapılmış olan iş parçalarının yüzeyleri, alevle veya indüksiyonla sertleştirilebilir. Küresel grafitli döküm, dişli çarklar, krank milleri, direksiyon kutusu muhafazası, arka aks, pompa ve türbün muhafaza gövdesi ve ayrıca kimya endüstrisinde boru tesisatları gibi makina Bakınız parçaları için kullanılır. TABLO - 6

54

7.3. Temper Döküm (GT); Temper dökümden yapılmış iş parçaları, dökümden sonra uzun süreli bir ısıl işlemden geçirilir. Temper döküm; biyel kolları, direksiyon milleri, vites çatalı, vinç kolu ekleme parçaları, ventil gövdesi gibi parçalarda kullanılır. Meydana gelen parçalı yapının görünüşüne göre; beyaz ve siyah temper döküm olarak iki gruba ayrılır. 7.3.1. Beyaz Temper Döküm (GTW);

Ham döküm parçaları oksijen verici maddeler içinde tavlanmak suretiyle dekarbürize edilir. Lamel grafitli döküme göre daha sıkı bir yapıya sahiptir. Kaynak edilebilir olması da bir avantaj sağlar. 7.3.2. Siyah Temper Döküm (GTS);

Ham döküm parçaları havasız ortamda tavlanır. Bu esnada sementit ferrit ve pul şeklinde temper dökümler halinde parçalara ayrılır. Siyah taneli kırık yapı bütün kesit üzerinde et kalınlığından bağımsız olarak homojen dağılır. Kaynak edilebilirliği iyidir.

55

7.4. Çelik Döküm; Çelik döküm kalıplanarak dökülen çeliktir. Avantajları yüksek dayanım ve özlülüktür. Çelik dökümden; türbün gövdeleri, kanatlı çarklar, pres sütunları ve dişli çark takımları gibi büyük makina yapımında mekanik olarak yüksek yükle karşılaşan iş parçaları, ve ayrıca armatürler için küçük parçalar, tarım makinaları ve takım tezgahları üretilir. Çelik dökümler karbon ve alaşım elemanlarına göre 5’e ayrılır. - Az karbonlu çelik dökümler (%0.2’den az karbonlu), - Orta karbonlu çelik dökümler (%0.2 - 0.5 arası karbonlu), - Yüksek karbonlu çelik dökümler (%0.5’den fazla karbonlu), - Az alaşımlı çelik dökümler (alaşım elemanları toplamı %8’den azdır), - Çok alaşımlı çelik dökümler (alaşım elemanları toplamı %8’den fazladır). Bütün çelik dökümlerde karbon oranı %1.7’den azdır. %0.5 - 1 Mn, %0.2 - 0.7 Si, max %0.05 P, max %0.06 S ve hurda malzemelerden gelebilecek az miktarda diğer elemanlardan bulunabilir. Çelik dökümlerde Mn %1’den, Si %0.7’den, Ni %0.5’ten, Cu %0.5’ten, Cr %0.25’ten, Mo %0.1’den ve Al, Ti, V %0.05’ten fazla ise alaşımlı dökme demir olarak adlandırılır. Yüksek alaşımlı çelik dökümler ısı ve korozyon direnci Bakınız gereken yerlerde kullanılır. TABLO -7 56

7.5. AlaĢımlı Dökme Demir; Alaşımlı dökme demir üretiminin nedeni; dayanım, sağlamlık, ısıya dayanıklılık, sıcaklık şoku, asit ve ergiyik dayanıklılığı ve korozyon direncini sağlamaktır. Alaşım elemanı olarak Ni, Cr, Mo ve V kullanılır. Tüm demir döküm malzemeler alaşımlı yapılabilirler.

57

8. ÇELĠK ALAġIM ELEMENTLERĠ Çeliklerin üretiminde manganez, silikon, oksijen, azot, sülfür ve fosfor elementleri arıtılamamakta veya belirli sınırlar içinde tutulmaktadır. Bu elementler belirli sınırları geçmediği takdirde yabancı element olarak isimlendirilir ve başka element bulunmadığı takdirde bu cins çeliklere Sade Karbonlu çelik adı verilir. Çelik içerisine bu veya başka elementler istenilerek katıldığı takdirde, bu cins çeliklere, alaşımlı çelik adı verilir. Alaşım elementleri ilave etmekle, çeliklerin özellikleri değiştirilir ve iyileştirilir. Her alaşım elementi çeliğin özelliğini iyileştirmeyebilir veya bazı özelliklerini iyileştirirken bazılarını da bozabilir. Bakınız TABLO - 8

58

AlaĢım elementlerinin çelik özelliklerine etkisi ; - Dayanımı arttırır - Sertliği yükseltir - Sertleşmeyi kolaylaştırır - Çekirdeğine kadar sertleşmeyi sağlar - Korozyona dayanımı yükseltir - Mıknatıslanma özelliğini geliştirir - Yüksek sıcaklıklara dayanımı arttırır - Elektrik direncini yükseltir - Isı etkisi altında genleşmeyi ayarlar - Kristal yapısını inceltir

59

AlaĢım elementleri ve çelik özelliklerine etkileri aĢağıda açıklanmıĢtır; Krom, Cr; Çeliğin korozyona direncini, sertleşme özelliğini ve aşınma direncini arttırır. Yüksek sıcaklıklarda dayanımı korumasını sağlar. Çelikte, % 1 krom artışına karşılık çekme dayanımında 8-10 kg/mm² lik bir artış görülür. Bu nedenle krom çok faydalı bir alaşım elementidir. Nikel, Ni; Çeliğin sünekliğini azaltmadan dayanımını arttırır. Kromla birlikte olduğu zaman sertlik derinliğini arttırır. Krom nikelli çelikler paslanmaz, kabuklaşmaya ve ısıya dayanıklıdırlar. Nikel özellikle düşük sıcaklıklarda yapı çeliklerinin çentik dayanımını arttırır. Mangan, Mn; Çeliğin dayanımını geliştirir, esnekliğini az miktarda azaltır. Dövme ve kaynak edilme özelliğini arttırır. Manganın sertlik ve dayanım arttıran özelliği karbon miktarına bağlıdır. Manganın yüksek karbonlu çeliklerdeki etkisi düşük karbonlu çeliklere oranla daha fazladır. Ayrıca su verme derinliğini arttırır.

60

Silisyum, Si; Çelik yapımında önemli bir oksijen giderici olarak kullanılır. Çok düşük alaşımlı karbon çeliğine ilave edildiği zaman, yüksek manyetik kabiliyeti olan gevrek bir malzeme elde edilir. Silisyumun, mangan, krom ve vanadyum gibi diğer alaşım elementleri ile birlikte kullanılmasının temel nedeni çeliğin yapısındaki karbitleri stabilize etmektir. Molibdenyum, Mo; Molibten tek başına çok az çelikte kullanılmasına karşın, nikel, krom veya her ikisi ile birlikte çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeliğin çekme dayanımını, ısıya karşı dayanımını ve kaynak edilme özelliğini arttırır. Yüksek miktarda molibden çeliğin dövülmesini güçleştirir. Molibden, karbonla birleştiğinde kuvvetli karbür meydana getirdiğinden takım çeliklerinde kullanılır. Vanadyum, V; Vanadyum çeliğe çok geniş sertleşme imkanı verir, çeliğin sıcağa dayanımın arttırır. Vanadyumlu çeliklerin temperleme ile yumşatılması çok zordur. Bu nedenle takım çeliklerinde çok yaygın olarak kullanılır. Wolfram, W, (Tungsten); Takım çeliklerinde yaygın olarak kullanılır. Çünkü, takım çelikleri alev sıcaklığında bile sertliklerini muhafaza eder. Çeliğin sertlik ve tokloğunu arttırır. Etkisi molibdene benzer ancak büyük miktarlarda katılması gerekir.

61

Diğer alaĢım elementleri ; Karbon, C; Çelikte sertleştirici etkisi olan başlıca elementir. Sertlik ve çekme dayanımını arttırır, ancak döğülme, kaynak edilme ve kesilme özelliğini zayıflatır. Kobalt, Co; Yüksek sıcaklıklarda tane büyümesini önler. Isıya dayanıklılığ ve aşınma direncini arttırır. Çoğunlukla takım çeliklerinde kullanılır. Aliminyum, Al; Oksijene karşı ilgisi fazla olan bir elementtir. Bu nedenle sıvı çeliğin içindeki oksijeni gidermek için kullanılır. Çeliğin ısıl işlem ve sıcak şekillendirme esnasında tane büyüklüğünü kontrol etmek içinde kullanılır. Aliminyumla oksijeni giderilmiş durgun çelikler iyi bir tokluk (çentik) dayanımı gösterirler. Azotla birlikte kullanıldığında çok sert nitratlar oluştuğundan, nitrasyon çeliklerine aliminyum ilave edilir. Aliminyum yaşlanma direncini arttırdığından, derin çekme saclarında bir miktar kullanılır. Aliminyum içeren sacların kaynağı zor olur. Kükürt, S; Otomat çelikleri hariç hiç bir çelikte bulunması istenmez. Çeliği kırılgan yapar. 62

Bakır, Cu; Çeliğin akma ve çekme dayanımını arttırır, ancak elastikiyetini azaltır. Çeliğin kaynak edilme özelliğini etkilemez. Çeliğin atmosferik korozyon direncini arttırmak için kullanılır. Çelikte bakır miktarı % 0.2 ila % 0.5 arasındadır. Ayrıca çelikte istenmeyen ancak kalıntısal olarak bulunan elementler vardır. Bunlar, fosfor, kükürt, azot, oksijen, hidrojen gibi elementlerdir. Fosfor, P; Kükürt gibi çeliği kırılgan yapar. Otomat çelikleri hariç, diğer çeliklerde en az düzeyde olması istenir. Azot, N; (Nidrojen) Çeliğin dayanımını ve sertliğini arttırır, talaşlı işlemini kolaylaştırır ancak çeliği kırılgan yapar. Aliminyumla birlikte kullanıldığında, nitrat partükülleri oluşturur ve çeliğin tane yapısını kontrol eder, dayanım ve tokluk iyileşir. Oksijen, O; Kaynar çelik türlerinde daha çok bulunur ve oluşturduğu oksit kalıntılarla tehlike yaratır. Hidrojen, H; Çelikte bulunması hiç arzu edilmeyen bir elementtir. Çeliğe kullanılan hurdadan, katkı maddelerinden veya havadaki nemden girer. Çeliğin yorulma direncini azaltır.

63

9. ÇELĠKLERE UYGULANAN ISIL ĠġLEMLER Isıl işlem ; Metal ve alaşımlarının özelliklerini değiştirmek için katı halde iken uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleri olarak tanımlanabilir. Isıl iĢlemin çeliğe uygulanma amaçları ; - Soğuk ve sıcak şekillendirme gerginliklerini gidermek - Talaş kaldırma işciliklerini kolaylaştırmak - Sertlik ve dayanım kazandırmak - Darbe direncini yükseltmek - Elektrik ve magnetik özellikleri geliştirmek - Kristal yapısını değiştirmek - Isı ve korozyon direncini yükseltmek - Kimyasal bileşimini değiştirerek özellik kazandırmak - Zamanla sertleşmeyi sağlamak - Metal ve alaşımların gazlarını uzaklaştırmak 64

Önceki sayfada da belirtilenlerden de anlaşılacağı üzere ısıl işlem sadece sertleştirme işlemi demek değildir. Bir ısıl iĢlemde 3 önemli faktör ; - Isıtma sıcaklığı - Isıtma zamanı - Soğutma zamanı 4 çeĢit Soğutma Ģekli vardır ; -

Fırında Durgun havada Yağda Suda

Pratikte ençok kullanılan ısıl iĢlemler ; - Tavlama, - Normalizasyon, - Sertleştirme, - Temperleme, - Yüzey sertleştirmesidir.

65

Yüzey sertleĢtirilmesinde en çok kullanılan yöntemler ; - Sementasyon ile sertleştirme ; yüzeye karbon emdirme, belirli derinlikte sertlik - Nitrürleme ile sertleştirme ; yüzeye azot emdirme, çok ince sert tabaka - Siyanür ile sertleştirme ; siyanür tuzu ile temas ettirme, çok ince çok sert tabaka - Alev ile sertleştirme ; alev ile ısıtılır, su ile soğutulur, 1,5 - 3,5 mm arası derinlikte sertlik - Endüksiyon ile sertleştirme ; Alevle ısıtmaya benzer ancak ısı kaynağı yüksek frekanslı elektrik akımı dır. Sertlik frekansa bağlıdır, frekans yükseldikçe sertleştirme derinliği azalır. Alev ve endüksiyonla sertleştirme için en uygun çeliklerin karbon miktarı %0,35 ila %0,70 arasındadır. Endüksiyonla sertleştirmede ayrıca serbest karbon miktarıda önemlidir. Her iki işlemden sonra yüzeylerde meydana gelen bir takım artık gerilmelerin etkisini azaltmak için sertleştirme işleminin ardından 200°C temperleme sıcaklığında çeliğin temperlenmesi uygundur. Bakınız TABLO - 9

66

10. METAL PROSESLERĠ Tasarımcının, çok daha tatminkar bir tasarım yapabilmesi için, tüm metal işleme proseslerini bilmesi gerekir. Bu prosesler, döküm, talaşlı üretim, sıcak ve soğuk şekillendirme ve çeşitli ısıl işlemlerdir. Bu konular ayrı bir eğitim konusudur.

67

11. HADDE MAMULLERĠNDE TOLERANSLAR VE YÜZEY DURUMLARI Çelik ürünlerin, red ve kabulünü sağlayacak ölçü ve yüzey durumları standartlarda tanımlanmıştır. Çelik siparişinde çelik üreticilerinin katologlarından bu toleranslar kontrol edilerek sipariş verilmelidir. Yüzey Hataları Toleransı (Çubuk Malzemeler Ġçin) ; Sıcak haddelenmiş çelik malzemelerin dış yüzeylerinde tufal izleri, merdane izleri, mikro çatlaklar ve benzeri hatalar kaçınılmaz olarak vardır. Hadde mamülü çelik çubukların yüzeylerindeki kusurların derinlikleri sınıflandırılmıştır. 1. sınıf yüzey kalitesinde d x %2 derinliğe kadar 2. sınıf yüzey kalitesinde d x %1

+ 0,05 mm derinliğe kadar

3. sınıf yüzey kalitesinde d x %0,5 + 0,05 mm derinliğe kadar 4. sınıf yüzey kalitesinde 0,1 mm derinliğe kadar yüzey kusurları müsade edilir (Asil Çelik normları) 1. Sınıf kütle çelikleri, kabuk soyma kaliteleri için, 2. Sınıf normal talaşlı, kaba soğuk çekme, kaba döğme kaliteler için, 3. Sınıf hassas döğme, hassas soğuk çekme kaliteleri için, 4. Sınıf soğuk şekillendirme, yay teli çekme malzemeleri için uygulanır.

68

12. ÇELĠK SĠPARĠġĠNDE ÖNEMLĠ HUSUSLAR Teknik ve ekonomik değerlendirmelerden sonra seçilen bir çelik, sipariş edilirken gerekli bilgiler çelik tedarikçisine verilmelidir. Bu bilgiler ; - Çeliğin cinsini belirten ilgili norm simgesi . (Önemli ise çeliğin üretim yöntemide belirtilir, vakumda gazı alınmış gibi ) - Isıl işlem durumu. (Haddeleme sonunda, normalize, ıslah, yumuşatma tavlaması gibi) Malzemenin Sertliği, çekme dayanımı, tokluğu vs. - Tamamlama durumu ve bununla ilgili normlar. Sıcak haddelenmiş, soğuk çekilmiş, kabuk soyulmuş ve bunlarla ilgili yüzey kalite sınıfı. - Malzemenin metalurjik yapısı, mikro temizlik derecesi. - Ölçü, miktar, ambalaj vb. hususlar Satın alma esasları olarak belirlenmelidir.

69

13. MAKĠNA VE KALIP ÜRETĠMĠNDE KULLANILAN MALZEMELER Makina ve kalıp üretiminde genel olarak kullanılan malzeme çeşitleri plaka, yuvarlak, çelik döküm, sfero döküm, pik döküm, demir olmayan ve hidrolik silindir boru malzemeleri olarak tablolar halinde verilmiştir. Bu tablolar, üretimi yapılmış tüm ürünler taranarak oluşturulmuştur. Bakınız

TABLO - 10-11-12-13-14

70

KONU BAŞLIKLARI 1. Malzemenin tanımı 2. Malzeme muayenesi ve önemi 3. Malzeme seçimi 4. Çeliklerin tanımlanması 5. Çeliklerin sınıflandırılması 6. Çelik norm ve simgeleri 7. Çelik Alaşım Elementleri 8. Döküm Malzemeler 9. Çeliklere uygulanan ısıl işlemler 10. Metal prosesleri 11. Hadde mamüllerinde toleranslar ve yüzey durumları 12. Çelik siparişinde önemli hususlar 13. Makina ve kalıp üretiminde kullanılan malzemeler 71

ÇELİK MALZEME VE SEÇİMİ Hazırlayan:

İbrahim Mart Makina Mühendisi

16-11-2001 72

GERİ

TABLO -1 GENEL YAPI ÇELİKLERİ

DIN 17100

Karbon Kopma Dayanımı Akma Dayanımı kg/mm² miktarı kg/mm² DIN % Kalınlık Kalınlık Sim ge Malz. Nr. yaklaĢık < 3 m m 3-100 m m .. 16 m m 16 - 40 40 - 63 63 - 80 80-100

Özellikleri

Simge

St33-2

1.0035

St34-2 St37-2 Ust37-2

1.0037 1.0036

-

33 - 55

29

19

0.15

34 - 42

21

0.20

37 - 45

24

37 - 52

35 - 47

Semente edilebilir, kaynak edilebilir

0.20

St42

0.25

St42-2

0.25

44 - 59

42 - 55

28

27

26

25

24

Genel olarak kaynak edilebilir

St50-2

0.30

50 - 67

48 - 62

30

29

28

27

26

Islah edilebilir

St52

0.20

52 - 62

23

22

21

20

Genel amaçlı boru imalaltına uygun, semente ve kaynak edilebilir

St37-2

42 - 50

24

18

26

Genel olarak kaynak edilebilir

36

Kaynak edilebilir

St52-3

1.0570

0.20

52 - 69

50 - 64

36

35

34

33

32

Kaynak edilebilir

St60-2

1.0060

0.40

60 - 78

58 - 72

34

33

32

31

30

SerleĢtirilebilir, Islah edilebilir

St70-2

1.0070

0.50

70 - 91

68 - 84

37

36

35

34

33

SerleĢtirilebilir, Islah edilebilir

73

GERİ

TABLO - 2 SEMENTASYON ÇELİKLERİ Simge DIN Sim ge

Malz. Nr.

Kimyasal Analizi (%) SAE

C

1. 0301 0.07 1010 1.1121 0.13 1.0401 0.12 1015 1.1141 0.18 0.12 15 Cr 3 1.7015 5015 0.18 0.14 16 Mn Cr 5 1.7131 5115 0.19 0.17 20 Mn Cr 5 1.7147 5120 0.22 0.17 20 Mo Cr 4 1.7321 0.22 0.23 25 Mo Cr 4 1.7325 0.29 0.12 15 Cr Ni 6 1.5919 3115 0.17 0.15 18 Cr Ni 8 1.5920 0.20 0.14 17 Cr Ni Mo 6 1.6587 0.19 0.17 21 Ni Cr Mo 2 1.6523 8620 0.23 C 10 Ck 10 C15 Ck 15

Si

Mn

0.30 0.60 0.30 0.60 0.40 0.60 1.0 1.3 1.1 1.4 0.60 0.90 0.60 0.90 0.40 0.60 0.40 0.60 0.40 0.60 0.60 0.90

Kopm a dayanım ı kg/m m ²

Akm a dayanım ı kg/m m ²

Sertlik

Cr

Mo

Ni

V

-

-

-

-

30

50 - 65

131

-

-

-

-

36

60 - 70

140

-

-

-

45

70 - 90

187

-

-

-

60

80 - 110

207

-

-

-

70

100 - 130

217

-

-

60

80 - 110

207

-

-

70

100 - 130

217

-

65

90 - 120

217

80

120 - 145

235

80

110 - 135

229

60

80 - 110

210

0.40 0.70 0.8 1.1 1.0 1.3 0.3 0.5 0.40 0.60 1.4 1.7 1.8 2.1 1.5 1.8 0.35 0.65

0.40 0.50 0.40 0.50 0.25 0.35 0.15 0.25

1.4 1.7 1.8 2.1 1.4 1.7 0.40 0.70

HB

74

GERİ

TABLO - 3 ISLAH ÇELİKLERİ (ÇOK KULLANILANLARI) Simge DIN Sim ge

Malz. Nr.

Kimyasal Analizi (%) SAE

C

1.0501 0.32 1.1181 0.39 1.0503 0.42 1045 1.1191 0.50 0.52 C 55 1050 0.60 0.57 C 60 1. 0601 1060 0.65 0.42 46 Cr 2 1. 7006 5045 0.50 0.30 34 Cr 4 5130 0.37 0.38 41 Cr 4 1. 7035 5140 0.45 0.22 25 Cr Mo 4 1. 7218 4130 0.29 0.38 42 Cr Mo 4 1. 7225 4140 0.45 0.30 34 Cr Ni Mo 6 1. 6582 4340 0.38 0.47 50 Cr V 4 1. 8159 6150 0.55 C 35 Ck 35 C 45 Ck 45

Si

Mn

0.15 0.35 0.15 0.35 0.15 0.35 0.15 0.35 0.15 0.40 0.15 0.40 0.15 0.40 0.15 0.40 0.15 0.40 0.15 0.40 0.15 0.40

0.50 0.80 0.50 0.80 0.60 0.90 0.60 0.90 0.50 0.80 0.60 0.90 0.50 0.80 0.50 0.80 0.50 0.80 0.40 0.70 0.70 1.10

Cr

Mo

Ni

V

-

-

-

-

-

0.40 0.60 0.90 1.20 0.90 1.20 0.90 1.20 0.90 1.20 1.40 1.70 0.90 1.20

Kopma Dayanımı kg/mm² kalınlık …16

17..40

-

44

38

33

-

-

-

51

44

38

-

-

-

-

56

51

44

-

-

-

-

59

53

46

-

-

-

-

66

56

41

-

-

-

-

71

60

47

-

-

-

-

81

67

57

-

-

71

61

46

41

-

91

76

66

56

-

101

91

81

71

0.10 0.20

91

81

71

66

0.20 0.30 0.15 0.30 0.15 1.40 0.30 1.70 -

41..100 101..160

Akma Dayanımı kg/mm² kalınlık …16

17..40

64 80 71 86 81 96 86 100 91 112 91 112 112 122 91 112 112 132 112 142 112 132

61 76 66 81 76 91 81 96 81 96 81 96 91 112 81 96 101 122 112 132 101 112

41..100 101..160

56 71 64 79 71 86 76 91 66 81 71 86 81 96 71 81 91 112 101 112 91 112

66 81 81 96 91 112 86 101

75

GERİ

TABLO - 4 YAY ÇELİKLERİ (ÇOK KULLANILANLARI) Simge DIN Sim ge

Malz. Nr.

Kimyasal Analizi (%) SAE

C55

1060

Ck 67

1070

Ck 85

1080

55 Si 7

9255

60 Si 7

9260

60 Si Cr 7

9262

65 Si 7

7265

67 Si Cr 5

9261

55 Cr 3

5155

50 Cr V 4

6170

46 Si 7

9250 9245

C

Si

Mn

0.50 0.60 0.62 0.72 0.80 0.90 0.52 0.60 0.56 0.64 0.55 0.65 0.60 0.68 0.62 0.72 0.52 0.59 0.47 0.55 0.42 0.50

0.15 0.35 0.25 0.50 0.15 0.35 1.5 1.8 1.8 2.20 1.5 1.8 1.5 1.8 1.20 1.40 0.15 0.40 0.15 0.35 1.50 1.80

0.60 0.90 0.60 0.80 0.45 0.65 0.70 1.0 0.70 1.0 0.70 1.0 0.70 1.0 0.40 0.60 0.70 1.0 0.80 1.10 0.50 0.80

Akma Çekme Dayanımı Dayanımı

Kullanıldığı Yerler

Cr

Mo

Ni

V

-

-

-

-

108

177 - 168 Soğuk haddelenmiĢ yaylı çelik

-

-

-

-

130

140 - 165 Soğuk haddelenmiĢ yaylı çelik

-

-

-

-

120

142 - 198 Soğuk haddelenmiĢ yaylı çelik

-

-

-

-

110

130 - 150

-

-

-

-

-

-

0.20 0.40

-

-

-

115

135 - 160 Otomakas Yayları

-

-

-

-

110

130 - 150

-

-

-

135

-

-

-

118

132 - 172 Otomakas Yayları

-

-

0.07 0.12

120

135 - 170

-

-

-

110

130 - 150 Lama kesitli helisel yaylar

0.40 0.60 0.60 0.90 0.90 0.12 -

kg/m m ²

kg/m m ²

7 mm den ince yaprak yay yapımında Soğuk haddelenmiĢ yaylı çelik

7 mm den kalın yaprak yay yapımında 40 mm den küçük torsiyonel 150 - 170 helisel yay, valf yayları

Yüksek zorlanmalara maruz torsıyon ve helisel yaylar

76

GERİ

TABLO - 5 LAMEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLER Malzem enin Cinsi (DIN 1691)

Sim ge

Birim

Malzeme Numarası (DIN 17007)

GG-15

GG-20

GG-25

GG-30

GG-35

0.6010

0.6015

0.6020

0.6025

0.6030

0.6035

-

-

Ferritik

Ferritik+Perlitik

Perlitik+Ferritik

Perlitik (%90)

Tamamen Perlitik

Ġnce Perlitik

Rm

N/mm²

Min 100

150 - 250

200 - 300

250 - 350

300 - 400

350 - 450

Et Kalınlığı: 2.5 - 5

-

Max. 270

Max. 285

Max. 285

Max. 285

Max. 285

Et Kalınlığı: 5 - 10

-

Max. 245

Max. 270

Max. 265

Max. 265

Max. 275

-

Max. 225

Max. 250

Max. 250

-

-

-

Max. 205

Max. 235

-

-

-

Mikro Yapısı Çekme Dayanımı

Sertlik

GG-10

Et Kalınlığı: 10 - 20

HB 30

Et Kalınlığı: 20 - 40

-

-

-

-

-

-

Eğilme-Bükülme Dayanımı

Sbd

N/mm²

-

300

360

420

480

540

Basma Dayanımı

Sdb

N/mm²

500 - 600

550 - 700

600 - 830

700 - 1000

820 - 1200

950 - 1400

Elastik Modülü

Eo

N/mm²

75 - 100

80 - 105

90 - 115

105 - 120

110 - 140

125 - 145

Poisson Oranı

v

-

Genleşme Katsayısı

-

Et Kalınlığı: 40 - 80

~ 0.30 0.258 - 0.273

Kırılma Direnci

N/mm²

Burkulma Yorulması

N/mm²

Çentik Darbe Direnci

1.5

1.1 0.35 - 0.50 x Rm

J / cm²

20

Özgül Ağırlık

kg/dm³

7.2

Isı İletkenliği

W / (m.K)

46 - 59

Doğrusal Genleşme

10-6 m/m K

9 - 11

C Si Kim yasal BileĢim i (%)

Mn Si P

3.60 - 3.80 2.40 - 2.60 0.50 - 0.80 0.12 max. 0.50 max.

60 7.35

3.40 - 3.60 2.30 - 2.50 0.50 - 0.80 0.12 max. 0.50 max.

3.20 - 3.40 2.10 - 2.30 0.50 - 0.80 0.12 max. 0.40 max.

3.0 - 3.25 1.85 - 2.10 0.50 - 0.80 0.12 max. 0.25 max.

2.95 - 3.10 1.70 - 2.00 0.40 - 0.70 0.10 max. 0.20 max.

2.70 - 3.00 1.70 - 2.00 0.60 - 0.80 0.10 max. 0.20 max.

Muhetlif pik ağırlıkar Pis su boruları

Hafif fren kampanal. Debriyaj plakaları

DiĢliler

Soğuk-Sıcak kalıplar

(a) HB = 3.36 x Rm + 15

Izgaralar

Izgaralar

Makina parçaları

Motor blokları

Miller

Ağır yük diĢlileri

(b) Çalışma sıcaklığı

Süs eĢyaları

Baca kapama elem.

Tekerlekler

Makina parçaları

Gömlekler

Valfler

(c) Ters çekme - Basma gerilmeleri altında

Soba parçaları

Segmanlar

Makina parçaları

Basınçlı parçalar

(d) Bu cinsler için kademeli ısıl işlem gerekmekte

Yeraltı boruları

GG-10 kullanılan Pompalar Karterler ve daha fazla dayanım gerektiren Tezgah gövdeleri yerlerde Volanlar

Karterler

Silindir baĢları

Pompalar

BaĢlıca Kullanım yerleri

(c) Bunların çentik darbe değerleri garanti edilmesi gerekmekte Burçlar Kazan ızgaraları

Ağır fren kampanal. Manifoldlar

ġahmerdanlar

Petrol boruları

Yataklar

Toprak valsler

77

GERİ

TABLO - 6 KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLER Malzem enin Cinsi (DIN 1693)

Sim ge

Birim

Malzeme Numarası (DIN 17007)

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

GGG-35.3 (d)(e)

GGG-40.3 (e)

0.7040

0.7050

0.7060

0.7070

0.7080

0.7033

0.7043

-

-

Ferritik

Rm

N/mm²

400 - 550

500 - 650

600 - 750

700 - 850

800 - 1000

350 - 400

400 -450

Mikro yapısı Çekme dayanımı

GGG-40

Perlitik

Ferritik

Rp 0.2

N/mm²

250 - 350

320 - 420

380 - 480

440 - 600

500 - 750

220 - 280

250 - 300

Kopma uzaması

A

%

27 - 15

18 - 7

8-3

6-2

4-2

30 - 22

27 - 18

Kesit daralması

Z

%

30 - 15

20 - 2

8-3

6-2

4-2

35 - 20

32 - 17

HB 30

-

135 - 185

170 - 220

200 - 250

235 - 285

270 - 335

110 - 150

120 - 165

Eo

kN/mm²

% 0.2 Sınırı

Brinel sertliği (a) Elastik modülü

160 - 185

Poisson oranı

v

-

Aşınma direnci

-

N/mm²

Kırılma modülü

G

kN/mm²

0.4 x Eo

Kırılma direnci

N/mm²

0.9 x Rm

Burkulma yorulması

N/mm²

~ 0.61 x Rm

Kırılma enerjisi (çentiksiz) (b) Kırılma enerjisi (çentikli) (c )

0.28 - 0.29 > Rm

~ Rm

J

98 - 196

59 - 118

39 - 78

J

10 - 19

3.5 - 10

-

< Rm

19 - 49

9 - 29

-

-

-

-

19 - 25

14 - 18

Yorulma limiti

N/mm²

~ 0.43 x Rm

Özgül ağırlık

kg/dm³

7.1 - 7.3

Isı iletkenliği

W / (m.K)

25 - 42

Doğrusal genleşme

10 - 13

-6

10 m/m K

Başlıca Kullanım yerleri

Fittingsler

Kompresör pistonları Büyük diĢliler

Kam milleri

Piston kolları

(a) HB = 3.36 x Rm + 15

Fren merkezleri

Tekerlekler

Haddeler

Kazıcı uçlar

Hadde silindiri

(b) Çalışma sıcaklığı

Büyük tekerlekler

Pompa gövdeleri

Hidrolik kontrol elem. Kavramalar

Krank milleri

(c) Ters çekme - Basma gerilmeleri altında

Pistonlar

DiĢli kutuları

Uçak motor parçal.

Kalıplar

Soğuk kalıplar

(d) Bu cinsler için kademeli ısıl işlem gerekmekte

Potalar

Traktör parçaları

Makina parçaları

Kam milleri

(c) Bunların çentik darbe değerleri garanti edilmesi gerekmekte

> Rm

Valfler

Darbe dayanımının önemli olduğu yerler

Makina klavuzları Küçük diĢliler

78

GERİ

TABLO - 7 ÇELİK DÖKÜMLER Malzem enin Cinsi (DIN 1690)

Sim ge

Birim

Malzeme Numarası (DIN 17007)

GS-38

GS-45

GS-52

GS-60

10420

1.0445

1.0552

1.0558

Çekme Dayanımı (min)

Rm

N/mm²

380

450

520

600

% 0.2 Akma Sınırı (min)

Rp 0.2

N/mm²

200

230

260

300

Kopma Uzaması (Lo=5 x do)

A

%

25

22

18

15

Kesit Daralması (Kopmada)

Z

%

40

31

25

21

Kırılma Enerjisi (Çentikli) (£ 30 mm )

J

35

27

27

27

Kırılma Enerjisi (Çentikli) (> 30 mm )

J

35

27

22

20

79

GERİ

TABLO - 8

Mn*

~

Mn**

KOROZYON DĠRENCĠ --

~

~

~

--

--

~

~

--

--

~

--

--

Cr

---

Ni *

~

~

~

Ni** --

--

--

--

~ ~

V

--

--

--

--

--

--

--

--

W

---

P

* Perlitik çeliklerde

Arttırır

--

---

--

Mo --

--

~ --

--

--

--

--

Co

S

OKSĠTLENME EĞĠLĠMĠ

~

Si

Al

ĠġLENEBĠLĠRLĠK

DÖVÜLEBĠLĠRLĠK

AġINMA DĠRENCĠ

KARBÜR OLUġUMU

SOĞUTMA HIZI

YÜKSEK SICAKLIĞA DAYANIM

ELASTĠKĠYET

DARBE DĠRENCĠ

KESĠT DARALMASI

UZAMA

AKMA NOKTASI

DAYANIM

SERTLĠK

ALAġIM ELEMENTLERĠ

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

~

--

---

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

Azaltır

~

DeğiĢtirmez

--

--

Önemsiz yada bilinmiyor

** Östenitik çeliklerde

80

GERİ

TABLO - 9 İNDÜKSİYON VE ALEVLE SERTLEŞEBİLEN MALZEMELER Simge DIN Simge

Malz. Nr.

ABD

İNGİLTERE

FRANSA

JAPONYA

SAE

BS

AFNOR

JIS

Sonraki

Sertlik Derinliği HRC

mm

SERTLEŞTİRİLEBİLİR ÇELİKLER C 35 35 S 20 Ck 35 Cf 35 C 45 45 S 20 Ck 45 Cf 45 Cf 53 Ck 60 Cf 70 36 Mn 5 40 Mn 4 46 Cr 2 34 Cr 4 37 Cr 4 41 Cr 4 42 Cr 4 34 Cr Mo 4 41 Cr Mo 4 42 Cr Mo 4 50 Cr Mo 4 50 Cr V 4 58 Cr V 4 30 Cr Ni Mo 8 34 Cr Ni Mo 8 36 Cr Ni Mo 8

1.0501 1.0726 1.1181 1.1183 1.0503 1.0727 1.1191 1.1193 1.1213 1.1221 1.1249 1.1167 1.1157 1.7006 1.7033 1.7034 1.7035 1.7045 1.7220 1.7223 1.7225 1.7228 1.8159 1.8161 1.6580 1.6582 1.6511

1035 1140 1034 1035 1045 1146 1045 1045 1050 1064 1335 1039 5045 5132 5135 5140 5140 4135 4142 4140 4150 6150

4340 9840

060 A 35 CC 35 212 M 36 35 MF 4 060 A 35 XC32 ; CX 38 060 A 35 XC38 TS 080 M 46 CC 45 212 M 44 45 MF 4 080 M 46 XC42 ; XC 45 060 A 47;080 M 46 XC 42 TS 060 A 52;070 M 55 XC 48 TS 080 A 62 XC60 ; XC 65

708 A 37 708 M 40 708 M 40

40 M 5 35 M 5 45 C 2 32 C 4 38 C 4 42 C 4 42 C 4 TS 35 CD 4 42 CD 4 TS 42 CD 4

735 A 50

50 CV 4

832 M 30 817 M 40 816 M 40

30 CND 8 35 NCD 6 40 NCD 3

150 M 36 530 A 32 530 A 36 530 M 40

S 35 C S 35 C

S S S S

45 C 45 C 50 C 58 C

SMn 438 H

SCr 430 (H) SCr 435 H SCr 440 (H) SCr 440 SCM 432 SCM 440 SCM 440 (H) SCM 445 H SUP 10 SNCM 431

52 +/52 +/52 +/52 +/56 +/56 +/56 +/56 +/59 +/59 +/62 +/52 +/56 +/56 +/52 +/54 +/56 +/56 +/52 +/56 +/56 +/59 +/59 +/62 +/52 +/52 +/52 +/-

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max. max.

3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 15,0 15,0 15,0

81

GERİ

TABLO - 9

Önceki

İNDÜKSİYON VE ALEVLE SERTLEŞEBİLEN MALZEMELER Simge DIN Simge

Malz. Nr.

ABD

İNGİLTERE

FRANSA

JAPONYA

SAE

BS

AFNOR

JIS

Sertlik Derinliği HRC

mm

SERTLEŞTİRİLEBİLİR ÇELİKLER Takım Çelikleri

X 40 Cr Mo V 5.1 86 Cr Mo V 7

1.2344 1.2327

H13

BH 13

Z 40 CDV 5

SKD 61

56 +/- 3 max. 10,0 62 +/- 3 max. 15,0

Paslanmaz Çelikler

X X X X

20 Cr 13 40 Cr 13 90 Cr Mo V 18 105 Cr Mo 17

1.4021 1.4034 1.4112 1.4125

51420

420 S 37 420 S 45

51440 B 51440 C

1.3505

52100

Z 20 C 13 Z 40 C 14 Z 100 CD 17

SUS 420 J 1 52 +/SUS 420 J 2 56 +/58 +/58 +/-

3 3 3 3

max. max. max. max.

4,0 4,0 6,0 6,0

Rulman Çeliği

100 Cr 6

534 A 99

100 C 6

SJU 2

62 +/- 3 max. 4,0

SUH 1 SUH 4

56 +/- 3 max. 2,0 53 +/- 3 max. 2,0

Subab Çelikleri

X 45 Cr Si 9 3 X 80 Cr Ni Si 20

1.4718 1.4747

NHV 3 NHV 6

401 S 45 Z 45 CS 9 443 S 65 Z 80 CSN20.02 Gri Dökme Demir

GG-25

0.6025

48 +/- 3 max. 3,0 Siyah Temper Döküm

GTS-55 GTS-65

0.8155 0.8165

GGG-60 GGG-70

0.7060 0.7070

52 +/- 3 max. 3,0 56 +/- 3 max. 3,0 Sfero Dökme Demir

56 +/- 3 max. 3,0 59 +/- 3 max. 3,0 Meehanite Dökme Demir

GM GA G8/GC

0.6040 0.6035 0.6030

48 +/- 3 max. 3,0 48 +/- 3 max. 3,0 48 +/- 3 max. 3,0

82

GERİ

TABLO - 10

Sonraki

PLAKA MALZEMELER ÇEKME DAYANIMI

AKMA DAYANIMI

SERTLĠK

Malz. Nr.

kg/mm²

kg/mm²

HB

Simge S.No

Sim ge

1

Erd 3237

1.0037

34 - 47

19.5 - 23.5

-

2

St37-2

1.0036

34 - 47

19.5 - 23.5

-

3

St 42

1.0130

42 - 50

26

-

4

St 52

1.0831

52 - 62

36

-

5

St 52-3

1.0570

49 - 63

31.5 - 35.5

-

6

St 60

1.0540

60 - 72

33

170

7

Ç 1040

1.1186

60 - 75

32

207

8

Ç 1050

1.1191

65 - 80

37

229

9

Ç 8620

1.6523

49 - 73

78 - 127

197

10

X 210 Cr 12

1.208

85

40 - 45

250

11

X 155 CrV 12

1.2379

86

42 - 46

250

12

90 Mn CrV 13

1.2842

77

37 - 42

250

13

ERD 5270

1.0632

68 - 84

33 - 37

-

83

Önceki

TABLO - 11

Sonraki

YUVARLAK MALZEMELER ÇEKME DAYANIMI

AKMA DAYANIMI

SERTLĠK

Malz. Nr.

kg/mm²

kg/mm²

HB

Simge S.No

Sim ge

1

Ç 1010

1.0301

49 - 64

29.5

131

2

Ç 1020

1.1151

47 - 62

29

143

3

Ç 1040

1.1186

60 - 75

32

207

4

Ç 1050

1.1191

65 - 80

37

229

5

Ç 1090

1.1530

90 - 120

90

220

6

EN 24 T

1.6562

85

-

241

7

EN 26 U

1.6745

95

-

248

8

Ç 4140

1.7225

100 - 120

65

241

9

Ç 4340

1.6582

91 - 142

71

248

X 155 CrV 12

1.2379

86

42 - 46

250

10

84

Önceki

TABLO - 12

Sonraki

ÇELİK DÖKÜM MALZEMELER Malz. Nr.

ÇEKME DAYANIMI kg/mm²

AKMA DAYANIMI kg/mm²

Simge S.No

Sim ge

SERTLĠK HB

1

GS 38

1.0420

38

20

131

2

GS 45

1.0446

45

23

143

3

GS 52

1.0552

52

26

207

4

GS 60

1.0558

60

30

229

5

X 155 CrV 12

1.2379

86

42-46

250

6

50CD4-M

-

65

80 - 100

240 - 300

PİK DÖKÜM MALZEMELER ÇEKME DAYANIMI

AKMA DAYANIMI

SERTLĠK

Malz. Nr. (DIN 17007)

kg/mm²

kg/mm²

HB

Simge S.No

Sim ge

1

GG 25

0.6025

30 - 40

48

180 - 220

2

GG 30

0.6030

30 - 40

48

180 - 220

3

GA - 350

0.6035

35 - 45

35 - 45

200 - 240

4

Gh 240

-

25

-

240 - 270

PİK DÖKÜM MALZEMELER ÇEKME DAYANIMI

%0.2 SINIRI

SERTLĠK

Malz. Nr. (DIN 17007)

kg/mm²

kg/mm²

HB

Simge S.No

Sim ge

1

GGG 40

0.7040

40 - 55

25 - 35

135 - 185

2

GGG 50

0.7050

50 - 65

32 - 42

170 - 220

3

GGG 60

0.7060

60 - 75

38 - 48

200 - 250

85

Önceki

TABLO - 13

Sonraki

HİDROLİK SİLİNDİR BORU MALZEMELERİ ĠZĠN VERĠLEN MUKAVEMET DEĞERĠ

Simge S.No

Sim ge

Ticari ġart

kg/mm²

1

St 52

BK

54

2

St 52

BK+S

47

3

St 52

NBK

35,5

4

St E 460

BK

69

5

St E 460

BK+S

67

6

St E 460

NBK

44

86

Önceki

TABLO - 14 DEMİR DIŞI METALLER ÇEKME DAYANIMI

SERTLĠK

Malz. Nr. (DIN 17007)

kg/mm²

HB

Simge S.No

Sim ge

1

GSnBz-12

2.1052.01

28

95

2

GSnBz-14

2.1056.01

25

115

3

Cu Cr Zr

2.1293

45 - 50

150

4

Ms 58

2.0402

67

170

87