Farklı Çelik Türleri ve Sınıfları

Buna göre Dünya Çelik Birliği, dünyamiz 2020 yilinda 1878 mi̇lyon ton ham çeli̇k üretti̇. Bunlar çok büyük rakamlar ve bilim insanları farklı fiziksel ve kimyasal bileşimlere sahip birçok farklı çelik türü keşfetti.

Her çelik türü farklı mukavemet, dayanıklılık ve genel özelliklere sahiptir. Bu kılavuz, çeşitli çelik türlerini ve derecelendirme sistemini keşfedecektir. İster öğrenci ister deneyimli bir mühendis olun, bu makale herkes için eşit derecede önemli olacaktır.

Çeliğe Giriş

En basit ifadeyle, çelik esas olarak demir ve karbonun birleştirilmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, çeliğin içinde bulunan başka safsızlıklar ve elementler de vardır. Demir ve karbon da dahil olmak üzere bu safsızlıklar ve elementler çeliğin özelliklerini etkiler.

Daha önce de söylediğim gibi, çelik dünyamızda en çok üretilen elementlerden biridir. Bunun nedeni çok yönlü, güçlü ve dayanıklı olmasıdır. Çelik, mutfak eşyalarımızdan daha önde gelen imalat şirketlerine kadar kendine bir yol bulmuştur. Çok yönlü bileşimi ve özellikleri sayesinde.

Bileşimlerinin çok yönlülüğünü, 3500'den fazla çelik kalitesi olduğu gerçeğiyle hayal edebilirsiniz. Bu kalitelerin her biri farklı bir fiziksel ve kimyasal bileşime sahiptir. Tüm bu çelik kaliteleri endüstri düzeyinde çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. 

Çelik, içinde sertlik katan karbon bulunması nedeniyle bu kadar iyidir. Heyecan verici şeylerden biri de çeliğin çok pahalı olmamasıdır. Bu nedenle, mühendislerin binalarda ve otomotiv ve havacılık gibi diğer endüstrilerde kullanmaları için uygun bir seçenektir.

Çelik Çeşitleri

Dediğim gibi, çeliğin birçok türü ve kalitesi vardır. Ancak, günümüz dünyasında kullanılan çeliğin çoğunu oluşturan birkaç tür vardır. Bu türleri aşağıdaki bölümde tartışacağım ve anlamanıza yardımcı olacağım.

1- Karbon çeliği

Yumuşak çelik olarak da bilinir ve en yaygın türdür. Birçok endüstri çeşitli ürünler üretmek için kullanır. Farklı sektörlerde yaygın olarak kullanılmasının arkasındaki neden dayanıklılığı ve sağlamlığıdır. Çeşitli türleri vardır karbon çeliği, ve her tür, kimyasal bileşimi nedeniyle farklı kullanılabilirlik sunar.  

• Düşük karbonlu çelikler: Bu tür karbon çeliği daha az karbon içerdiğinden (0,3%'ye kadar) çok yumuşak ve hassastır. Hafif çelik olarak da bilinir Mühendisler bunu levha ve diğer şeyleri yapmak için kullanırlar. Bu çeliğe basınç uygulanır ve plakalara ve diğer şeylere dönüştürülür.
• Orta karbonlu çelik: Düşük karbonlu çelikten daha sağlamdır ve daha fazla karbon içerir (0,3 - 0,6%). Bu türün iyi yanı, mükemmel dayanıklılık sunmasıdır. Mukavemeti ve sertliği nedeniyle otomotiv endüstrisinde kullanılır. 
• Yüksek karbonlu çelik: Ağır hizmet endüstrisinin en hayati karbon çeliği türüdür. 0,6% ile 2,1% arasında değişen Cobain içerir. Kullanımları çeşitlidir ve mühendisler bunları bina gibi güç gerektiren yerlerde kullanırlar.

Bu yumuşak ve karbon çeli̇k arasindaki̇ fark karbon içeriklerinde yatmaktadır. Karbon içeriklerindeki farklılıklar onlara farklı mekanik özellikler kazandırır. Yumuşak çelik, daha sağlam karbonlu çeliğe göre daha yumuşak ve sünektir.

2- Alaşımlı çelik

Adından da anlaşılacağı gibi, bu çelik türü alaşım halinde bulunur. Çeliğin krom ve nikel gibi diğer elementlerle karıştırılmasıyla elde edilir. Bunlar alaşımlı çelikler pas ve korozyona karşı dirençleriyle tanınırlar. 

Çeliğe eklenen diğer element, oksijenle temas ettiğinde demir oksidi (pası) durdurur. Örneğin, çeliğin krom ile karıştırıldığını varsayalım. Bu durumda krom, çeliğin demir oksit oluşturmasına izin vermek yerine oksijenle reaksiyona girerek krom oksit oluşturur. Krom oksit tabakası paslanmaz ve çeliği korozyondan korur.

İşte çelikle alaşımlamada kullanılabilecek diğer elementlerin bir listesi.

Elementlerin her biri farklı özellikler sunar. Kobalt çelik alaşımı mükemmel ısı direnci sağlayacaktır. Benzer şekilde, molibden çelik alaşımı mükemmel sıcaklık taşıma kapasitesi sunacaktır. Dolayısıyla, bu elementle yapılan her alaşım farklı bir özelliğe sahip olacaktır.

3- Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik, içinde en az 10.5% krom içerir. Yukarıda da belirtildiği gibi krom, oksijenle reaksiyona girdiğinde krom oksit oluşturma gibi benzersiz bir özellik sunar. Yani, bir ürün yaptığınızda paslanmaz çelik, Bu krom oksit tabakası sayesinde pas tutmaz.

Krom oksit tabakaları paslanmaz çeliğin yüzeyinde görünmez ve görünmez kalır. Bununla birlikte, çelikte bulunan demirin oksijenle reaksiyona girerek demir oksit tabakası (pas veya korozyon) oluşturmasına izin vermez. Bu tip çelikler paslanmaya karşı dayanıklı ürünler yapmak için kullanılır.

Hızlı Not: Alaşımlı ve paslanmaz çeliğin farklı olduğunu unutmayın. Özellikleri ve uygulamaları da farklılık gösterir. Detaylı bir yazıyı okuyabilirsiniz alaşım ve paslanmaz çelik kılavuzumuzdaki karşılaştırma.

4- Kaplamalı Çelik

Bu türde, mühendisler çeliğin üzerine onu sağlam ve paslanmaya karşı güvenli tutan bir kat uygular. Örneğin, üretici nemli koşullarda kullanılacak bir şey yapıyorsa, ince bir kat uygular. 

Kaplama, demir oksit tabakasına izin vermeyecek ve çeliği gelecek yıllar boyunca iyi durumda tutacaktır. En basit örneği kaplamalı çelik güzel görünmesini sağlamak ve pas ve UV radyasyonundan korumak için ince bir boya tabakası uygulamaktır.

5- Takım çeliği

Takım çeliği, ısı taşıma kapasitesi nedeniyle iyi bilinir. Bu, bu çelik türünün de sağlam olduğunu gösterir. Genellikle matkap ve testere bıçakları gibi alet ve ekipmanların yapımında kullanılır. Bu ekipman katı sıcaklıklara dayanabilir ve aşındırıcıyı hızla aşındırabilir.

Takım çeliği yapmak için çelikle birlikte farklı elementler kullanılabilir. Ancak, tungsten, krom ve vanadyum takım çeliğinin en çok kullanılan unsurlarından bazılarıdır. Sayısız çelik türü olduğunu unutmayın. Sayısız çelik türü olduğunu unutmayın.

Diğer türler arasında yaylı, galvanizli, yüksek hızlı, hava koşullarına dayanıklı ve elektri̇kli̇ çeli̇k, ancak hepsini tartışmak imkansızdır. Dahası, bu türler ünlü değildir ve minimum çeliğe karşılık gelir.

Çelik Sınıflandırma Sistemleri

Daha önce de belirtildiği gibi, binlerce farklı çelik türü kimyasal bileşim ve özellikler bakımından farklılık göstermektedir. Sınıflandırılmaları için iyi organize edilmiş bir sistemle, bunları incelemek ve analiz etmek mümkün hale gelir.

Bu nedenle, bilim adamları eksiksiz bir sınıflandırma sistemi oluşturmuşlardır. Bu sistem, kimyasal bileşimine ve özelliklerine bağlı olarak her türe belirli bir derece sunmaktadır. Bu derecelendirmeler sayesinde bilim insanları ve devlet kurumlarının türü kolayca tanıması kolaylaşmıştır.

Her türün kendi derecesi ve kullanılabilirliği vardır. Dolayısıyla, bir bilim adamı belirli bir stil gerektiren bir şey yaratırsa, atanan dereceyi kullanacaktır. Bu evrensel sınıflandırma sistemi, farklı çelik türlerinin anlaşılmasını ve analiz edilmesini kolaylaştırmıştır.

Şu anda dünya çapında iki notlandırma sistemi kullanılmaktadır. Bu iki derecelendirme sisteminin nasıl farklılaştığını aşağıdaki bölümde tartışacağım.

1- SAE Derecelendirme Sistemi

Amerikan Demir Çelik Enstitüsü (AISI) ve Otomotiv Mühendisleri Derneği (SAE) SAE sınıflandırma sistemini tanıttı. Çelikleri kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırır. Dört basamaklı numaralandırma sistemi olarak da bilinir. Bunun nedeni, bu sistemin her çelik türüne dört numara atamasıdır.

İşte bu notlandırma sisteminin atadığı dört sayının dökümü:

1- İlk Numara

İlk sayı, daha yüksek miktarda bulunan alaşım elementini temsil eder. Başka bir deyişle, birincil alaşım elementini gösterir. Örneğin, bir, çelikten yapılmış alaşımlarda karbonun mevcut olduğu anlamına gelir. Benzer şekilde iki, çelikle birincil alaşım olarak iki nikelin mevcut olduğu anlamına gelir. Liste böyle devam eder. İşte diğer alaşım elementleri için sayılar.

2- İkinci Numara

SAE'deki ikinci sayı notlar çelikte bulunan alaşım elementlerinin miktarını veya konsantrasyonunu gösterir. Bilim insanları herhangi bir çeliğin ikinci numarasını gördüklerinde, o çelik türünün kimyasal bileşimini hemen anlarlar.

3- Üçüncü ve Dördüncü Sayılar

Çelik tipindeki üçüncü ve dördüncü sayılar, içindeki karbon konsantrasyonunu gösterir. Genellikle yüzde olarak ifade edilir. Örneğin, 1020 çeliğinde karbon konsantrasyonu 0,20% olacaktır.

2- ASTM Derecelendirme Sistemi

ASTM sınıflandırma sistemi daha güvenilir ve kapsamlı olarak kabul edilir. SAE derecelendirme sisteminin aksine, çeliğin kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri gibi farklı faktörlere dayanır. Bu derecelendirme sisteminin anlaşılması kolaydır.

ASTM derecelendirmesinde, malzemeye bir harf öneki atanır. A'dan Z'ye kadar herhangi bir harf olabilir. Bu harften sonra bir sayı gelir. Bu sayı, malzemenin özelliklerini, davranışını, üretimini ve kullanılabilirliğini açıklayan belirli bir dizi kuralı gösterir. 

Örneğin, A harfi demir içeren metalleri temsil eder. Benzer B harfi demir dışı metalleri gösterir. Liste böyle devam eder. Sayı, bilim adamının ASTM derecelendirme sisteminde halihazırda belirlediği kurallar dizisini gösterir.

Çelik Çevre Dostu ve Sürdürülebilir mi?

Geleneksel yöntemlerle çelik üretimi, çevreye salınan CO2 üretmek için kullanılır. CO2 emisyonu, bir sera gazı olarak hareket ettiği ve genel iklim değişikliğini etkilediği için tehlikeliydi. Ancak artık işler değişti.

Modern çelik üretim teknolojileri, fazla CO2 salınımı yapmayan elektrik ark ocakları (EAF) kullanır ve bu da tüm çelik üretim sürecini çevre dostu hale getirir. Üstelik çelik kolayca yenilenebilir.

Ark ocakları çelik hazırlamak için demir cevherini kullanmaz. Bunun yerine, hammadde olarak hurda metal kullanır. Demir cevheri kullanmadığında, çevre kirliliğine neden olabilecek karbondioksit gazları yaymaz.

Sürdürülebilirlik söz konusu olduğunda, çelik yenilenebilir. Çeliği ne kadar süre geri dönüştürürseniz dönüştürün, şekli ve genel değeri aynı kalır. Hepsinden önemlisi, çeliğin geri dönüşümü hızlıdır; daha çabuk elde edebilirsiniz.

Sürdürülebilirliği gösteren bir diğer önemli şey de çelik üretimi için gereken enerjidir. Heyecan verici olan şey, çıktısının daha az enerji gerektirmesidir. Örneğin, sadece şunlara ihtiyacınız olacak 40% enerji 1960 yılında bir ton çelik üretmek için gerekli.

Bu durum, çelik üretimi için gerekli enerji ihtiyacının zaman içinde azaldığını göstermektedir. Bu da çelik üretiminin sürdürülebilir olduğuna dair yeşil bir işarettir. Modern teknolojilerin kullanımı sayesinde tehlikeli gazların emisyonunun da kontrol altına alınmış olması bir başka artıdır.

Sonuç

Çelik çok yönlüdür ve neredeyse her sektörde işe yarar. Hayatta çeliği kullanmadığımız herhangi bir alan var mı? Hiç sanmıyorum. İyi olan şey, büyük ölçekte üretiliyor olması. Yeni ve farklı türleri ortaya çıkıyor, bu da gelecek için iyi olacak.

Hepsinden önemlisi, üretim süreci çevre için kötü değildir, bu da büyük bir artıdır. Bu kılavuzda, çelik türlerini ve farklı çelik türleri için dereceler ve sınıflandırmalar atayan derecelendirme sistemini açıkladım. Umarım faydalı olur!