WhatsApp

Sık Sorulan Sorular

Dünyada en çok kullanılan metalin ne olduğunu hiç merak ettiyseniz, çelik olduğunu öğrenmek için şaşırmış olabilirsiniz (veya bu konuda şaşırmış olabilirsiniz). Çelik güçlü ve yaygın olarak kullanılıyor. Düzenli olarak etkileşime girdiğimiz birçok nesne çelikten yapılmış. Ancak popülerliği ve uygulanabilirliği ile birçok insan çeliğin çeşitli özelliklerinden, inceliklerinden ve kullanımlarından oldukça habersizdir. Bu sizin için doğru geliyorsa, muhtemelen bu yazıdaki bazı ilginç bilgileri bulacaksınız.

Bugünün Çelik Alaşımlarının Kökenleri
Çelik ilk olarak yerden demir cevheri madenciliği yaparak, safsızlıkları gidermek için fırında cevher eriterek ve karbon ekleyerek yapılmıştır. Bugünün çelik üretim süreci, mevcut çeliğin geri dönüşümünü içermektedir. Dünyadan çıkarılmış veya geri dönüştürülmüş olsun, çelik demir ve karbonun bir birleşimidir.

% 100 geri dönüştürülebilir bir malzeme olarak, çeliğin kaç kez tekrar kullanılabileceğinin ve tekrar kullanılabileceğinin bir sınırı yoktur. Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsüne göre,

“Kuzey Amerika çelik üretim fırınları, yeni çelik üretiminde yaklaşık 70 milyon ton yerel çelik hurdası tüketiyor… Yeni çelik yapmak için çelik hurdası kullanarak, Kuzey Amerika çelik endüstrisi enerji, emisyon, hammadde ve doğal kaynakları koruyor”

Ayrıca, çelik geri dönüşümü kalite veya mukavemet kaybına neden olmaz.

Çelik Grupları: Paslanmaz, Karbon, Takım ve Alaşımlı
Çeliği ilk anlamaya çalıştığınızda, bunalmış olmak kolaydır. Ve bunun nedeni kısmen çelik dört ayrı gruptan oluşması. Bu gruplar hakkında biraz bilgi edindiğinizde, çelikle ilgili bilgileri biraz daha sindirilebilir bulacaksınız. Dört grup paslanmaz, karbon, alet ve alaşımdır ve kimyasal bileşime dayalı olarak gruplandırılır.

Paslanmaz çelik
Paslanmaz çelik, dört grubun en korozyona dayanıklı olduğu bilinmektedir. Paslanmaz çelik tipik olarak krom, nikel veya molibden içerir, bu alaşımlar çeliğin yüzde 11-30’unu oluşturur.

Dört çelik grubundan en çok bilinen paslanmaz çeliktir. Yaygın olarak gıda işleme, gıda işleme, tıbbi aletler, donanım ve ev aletlerinde kullanılır.

Karbon çelik
Karbon çeliği ve paslanmaz çelik, aynı temel demir ve karbon bileşenlerine sahiptir, ancak bileşimlerinin farklı olduğu yerler alaşım içeriğindedir. Karbon çeliği yüzde 10,5’in altında alaşım içeriğine sahiptir. Karbon çeliğinin üç alt kategoriye ayrıldığını görmek yaygındır: düşük karbonlu çelik (% 0,03-0,15 karbon), orta karbonlu çelik (% 0,25 -0,50 karbon) ve yüksek karbonlu çelik (% 0,55 -% 10 karbon).

Karbon yüzdesi arttıkça, çelik sertleşir ve bükülmesi veya kaynaklanması zorlaşır. Düşük karbonlu çelikler, daha düşük üretim maliyetleri, daha yüksek süneklik ve üretimde daha fazla kullanım kolaylığı nedeniyle daha sık kullanılmaktadır. Düşük karbonlu çeliklerin stres altında deforme olma olasılıkları daha yüksektir, yüksek karbonlu çelikler ise basınç altında kırılmaya daha elverişlidir. Düşük karbonlu çelikler genellikle oto gövde panellerinde, cıvatalarda, fikstürlerde, dikişsiz borularda ve çelik plakalarda kullanılır.

 

Takım Çeliği
Takım çelikleri,% 0,5 ila% 1,5 arasında bir karbon içeriğine sahiptir. Takım çeliği, tungsten, krom, vanadyum ve molibden gibi başka katkı maddeleri içerir. Takım çelikleri, sertlikleri ve yüksek sıcaklıklarda bir kesici kenar tutma kabiliyetleri ile bilinir. Bu, aşınmaya ve deformasyona dirençli olmakla birlikte, takım çeliğini işleme ve takım yapımında kullanım için mükemmel şekilde uygun hale getirir.

Alaşımlı çelik
Teknik olmanız durumunda, bu dört grup sınıflandırmadan herhangi birine giren çelik bir alaşımdır, ama tam da burada bahsettiğim şey bu değil. “Alaşımlı çelik”, “çelik alaşımlarından” farklıdır. Peki alaşımlı çelik nedir? Alaşımlı çelik, bileşiminde yaklaşık% 5 alaşım elementi içeren çeliktir. Bu alaşım elementleri manganez, krom, vanadyum, nikel ve tungsten içerebilir. Alaşım elementlerinin eklenmesi genel kaynak sonrası ısıl işlem gibi işlenebilirliği ve korozyon direncini arttırır.

Alaşımlı çelik en çok boruların, özellikle enerji ile ilgili uygulamaların borularının üretiminde kullanılır. Ayrıca tost makineleri, gümüş eşyalar, tencere tavaları ve korozyona dayanıklı kaplar gibi cihazlarda ısıtma elemanları üretiminde de kullanılır.

316 kalite paslanmaz çelik,% 2-3 molibden içeriği ile bilinen östenitik bir paslanmaz çelik formudur. Eklenen molibden, metali çukurlaşma ve korozyona karşı daha dirençli hale getirir ve yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında direnci artırır.

Bu paslanmaz çelik sınıfı, asidik ortamlarda kullanıldığında özellikle etkilidir. Bu metal ile asetik, hidroklorik ve diğer asit formlarının neden olduğu korozyon önlenebilir.

316 kalite paslanmaz çelik, aşırı ortamlar veya 300 serisi altında paslanmaz çelikten daha güçlü koruma ve korozyon direnci gerektiren endüstriler için tasarlanmıştır. 316 kalite paslanmaz çelik, fırın parçaları, egzoz manifoldları, fotografik ve ilaç makineleri ile jet motorlarının parçalarının imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu paslanmaz çelik aynı zamanda buharlaştırıcılar, kimyasal işleme ekipmanları ve kağıt ve tekstil endüstrisinde kullanım için idealdir. Aynı zamanda, çelik iskele boruları gibi vücut ortamı için tasarlanmış gelişmiş cerrahi implantlar için tercih edilen metaldir.

Denizcilik endüstrisinde, özellikle çok fazla aşınma direnci ve mukavemetin gerekli olduğu alanlarda kullanılan büyük bir metaldir. Bu koşulları karşılamayan diğer durumlarda, 303, 304 ve benzeri gibi diğer paslanmaz çelik kaliteleri kullanılır.

Yüksek nitrojenli paslanmaz çeliklerin (HNS) yeni nesil paslanmaz çelikler olduğunu söylemek oldukça zordur çünkü bunlar 1940’lardan beri üretilmektedir. İkinci Dünya Savaşı sırasında nikel, östenitik paslanmaz çelikler üretmek için stratejik bir unsur haline geldi. Nikel eksikliği, nikelin diğer elementlerle tamamen veya kısmen değiştirilmesine yol açtı. Östenit stabilize edici bir element olarak nitrojene dikkat etmenin ilk aşamasıydı.

İkinci aşama, nikel ve nikel içeren alaşımların hem insanlar hem de hayvanlar üzerindeki alerjen etkisinin kabul edildiği zamandı. Bilim adamları, biyomateryaldeki yüksek nikel paslanmaz çelikleri düşük nikel içerikli bir malzeme ile değiştirmeye çalışıyorlardı.

Düşük alaşımlı çeliklerde nitrojen, nitrür çökeltileri ve gerilme yaşlanmasıyla gevrekleşmeye neden olan istenmeyen bir safsızlık olarak bilinir. Bu nedenle, düşük alaşımlı çeliklerde nitrojen içeriği 100 ppm’nin altında tutulur.

Bununla birlikte, paslanmaz çelikler gibi yüksek alaşımlı çeliklerde hikaye farklıdır. Nikele benzer şekilde, paslanmaz çeliklerdeki nitrojen, oda sıcaklığında östenit fazını stabilize eder. Ek olarak, ostenitin katı kafeslerinin ara bölgelerine yerleştirilerek paslanmaz çeliklerin mukavemetini artırabilir. Bu nedenle paslanmaz çeliklere% 0,5’e (500 ppm) kadar azot eklenmesine sorunsuz bir şekilde izin verilir.

Aşağıda, nitrojenin paslanmaz çeliklerin farklı özelliklerini nasıl etkilediğini açıklıyoruz.

Mekanik özellikler
Paslanmaz çeliklerdeki nitrojen içeriğindeki artış, paslanmaz çeliklerin sertliğini, akma dayanımını, çekme dayanımını, aşınma direncini ve yorulma direncini artırır.

İkame bir östenitik element olarak nikel, östenitik çeliklerin güçlendirilmesi üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Bununla birlikte, nitrojen, östenit fazını stabilize ederken, östenitin gücünü arttırmak için en etkili ara elementtir.

Lokalize Korozyon Direnci
Nitrojenin çukur korozyon direncini önemli ölçüde artırdığına şüphe yoktur; paslanmaz çeliklerde çukur direnci eşdeğer sayı (PREN) ilişkisinde bile görülebilir:

Denklem 2: PREN =% Cr +% 3.3 Mo +% 16 N

Östenitik paslanmaz çeliklerin farklı bileşimlerdeki çukur korozyon direncini belirlemek ve karşılaştırmak için genel bir denklem olan yukarıdaki denklemde, nitrojen için 16 faktörü dikkate alınmıştır. Ancak bu faktörün bu değerden fazla olması gerektiğini gösteren çeşitli araştırmalar vardır. Bazıları 25 hatta 32 önerdi.

Ayrıca molibden ve manganez içeren yüksek azotlu paslanmaz çelikler için yeni bir PREN formülünün gerekli olduğuna inanılmaktadır; azot ve molibdenin eşzamanlı varlığı, hem oyuklaşma hem de çatlak korozyonuna karşı direnci artırmada sinerjik bir etkiye sahiptir. Ek olarak, nitrojen, manganezin çukur korozyonu üzerindeki zararlı etkilerini ortadan kaldırır (ayrıca gerilim-korozyon çatlaması). Bu nedenle, yüksek nitrojenli manganez ve molibden içeren paslanmaz çelikler için aşağıdaki PREN denklemi önerilmiştir:

 

Denklem 3: PREN =% Cr +% 3.3 Mo +% 51 N +% 6 Mo% N – 1.6 (% N) 2

Molibdenin, paslanmaz çeliklerin çukur korozyon direncini artıran iyi bilinen bir alaşım elementi olduğu belirtilmelidir. Ancak, çukurlaşma direncini artırmak için molibden eklenmesi yalnızca klorür iyonları içeren ortamlarda etkilidir. Başka bir deyişle, diğer halojenürleri (iyodür veya bromür gibi) içeren ortamlarda, molibdenin hiçbir etkisi yoktur veya bazen molibdenin olumsuz etkilerine hitap edilir. Tersine, nitrojen, halojenür iyonlarının türünden bağımsız olarak yerel korozyon direncini artırabilir.

PREN’in yanı sıra, paslanmaz çeliklerin, korozyona direnç için alaşımlama ölçüsü (MARC) olarak adlandırılan klorür içeren çözeltilerde östenitiklerin lokalize korozyonuna duyarlılığını göstermek için kullanılan başka bir kavram daha vardır.

Denklem 4: MARC =% Cr +% 3.3 Mo +% 20 N +% 20 C -% 0.5 Mn -% 0.25 Ni

MARC’nin, özellikle yüksek alaşımlı, yüksek nitrojenli paslanmaz çelikler için PREN formülünden çok daha iyi olduğu gösterilmiştir. MARC formülü yalnızca katı çözelti içindeki alaşım elementleri için geçerlidir.

Denklem 4, nitrojenin lokalize korozyon üzerindeki olumlu etkisini göstermektedir. Öte yandan, genel olarak östenit stabilizatörü olarak kabul edilen (nitrojene benzer) hem manganez hem de nikel, sementasyon çeliği gibi çukurlaşma ve çatlak korozyonu üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.

Nitrojenin paslanmaz çeliklerde oyulmayı nasıl geciktirdiğini gösteren birkaç onaylı mekanizma vardır. (Katastrofik Arızaları Önlemek için Çukur Korozyonunu Anlama bölümünde oyuklanma korozyonu hakkında daha fazla bilgi edinin.) Aşağıda, genel olarak kabul edilenleri özetliyoruz.

Çukur başlatma aşaması: Pasif katmandaki nitrojen içeriğinin kalıp malzemesinden en az yedi kat daha fazla olduğu onaylanmıştır. Bu şartlar altında, yüzeyde, yüzeyi lokal korozyona karşı koruyabilen ve pasif tabakanın çözünmesinin azalmasına neden olan, oldukça stabil bir koruyucu nitrür tabakası (Ni2Mo3N) oluşur.

Çukur büyütme aşaması: Yüksek potansiyellerde bir çukur başlatılması durumunda, nitrojen çukur alanında çözünür ve protonlarla (H +) reaksiyona girerek amonyum iyonu oluşturur (aşağıdaki reaksiyona göre). çukurda lokalize pH. Böylece çukurdaki pH asidik değerlere düşmeyecektir. Bu, çukur korozyonunun otokatalitik etkisinin ortadan kaldırılacağı anlamına gelir.

Denklem 5: N + 4H ++ 3e-? NH4 +

Özet
Yüksek azotlu paslanmaz çelikler yeni paslanmaz çelik türleri değildir, ancak tüketimleri artmaktadır. Nitrojen, nikel için uygun bir ikame olabilir; ikincisinin görece fiyatı yüksektir, mekanik özellikler üzerinde zararlı etkisi vardır ve alerjiktir ve muhtemelen kanserojendir. Azotta bu sorunların hiçbiri yoktur, aynı zamanda paslanmaz çeliklerin korozyon direncini ve mukavemetini de artırabilir.

Farklı paslanmaz çelik türlerini ayırt etmek için, genel bileşim hakkında daha fazla bilgi edinmek için metalin mikroyapısını oda sıcaklığında ölçüyoruz. Toplamda, beş ana paslanmaz çelik tipi vardır:

Ferritik

Düşük alaşımlı çeliklere benzer bir yapıya sahip olan ferritik paslanmaz çelik, korozyon çatlamasına karşı güçlü bir dirence sahiptir. En ucuz alaşım elementlerinden biri olan nikel az veya hiç nikel kullanmak, östenitik çelikten daha ucuzdur ve tipik olarak önemli bir oranda krom (% 11.2 -% 19) oranına sahiptir. Bununla birlikte, östenitik çelikten daha az biçimlendirilebilirdir. Son olarak, ferritik çelik manyetiktir.

Östenitik

Bu, genel üretimin% 70’inden fazlasını oluşturan en yaygın paslanmaz çelik çeşididir. Yeterli kaynaklanabilirlik, şekillendirilebilirlik ve sürünme direnci olan çok yönlü bir yapıdır. Ferritik çeliğin aksine, östenitik çeşitler manyetik olmayan tüm amaçlar ve amaçlar içindir. Östenitik çelik, ismini izometrik kristallerden yapılan kristal yapıdan almaktadır. Büyük miktarda molibden (% 6’dan fazla) eklediğinizde, çelik süper çatlaklara dönüşerek çatlak korozyonuna ve çatlamalara karşı daha iyi koruma sağlar.

Mertenzitik

Bu paslanmaz çelik tipi daha kırılgan bir mikro yapı için krom, nikel, molibden ve karbon içerir. Bununla birlikte, genellikle ostenitik ve ferritik çeşitlerden daha zordur. Nispeten düşük şekillendirilebilirliğe sahip olmalarına rağmen, bu alaşımlar karbon çeliklerde olduğu gibi temperlenebilir. Küçük bir miktar nikel eklemek, martensitik çeliğin kaynak kabiliyetini arttırmaktadır.

Dubleks

Bu hibrit alaşımlara, dubleks denir, çünkü bileşim, yaklaşık% 50 östenitik ve% 50 ferritiktir. İki mikro yapıyı birleştirerek, her ikisinden de daha güçlü bir yeni form elde edersiniz. Güçlü bileşim ayrıca gelişmiş korozyon direncine ve stres çatlama direncine yol açar. Dubleks çeliğin bu kadar büyük oranda ferritik alaşıma sahip olması nedeniyle, bu tip aynı zamanda manyetiktir.

Yağış Sertleştirme

Son olarak, bu martensitik tip bir çökeltme sertleştirme prosesi ile birlikte alüminyum, bakır ve niyobyum ilave edilerek daha da güçlendirildi. Kristal örgüde parçacıklar oluşturmak için ıslah çeliği fiyatları gibi metalin ısıl işlem görmesini içerir, bu da mikro yapıdaki düzensizlikleri durdurmaya ve alaşımın toplam gücünü arttırmaya yardımcı olur.

Nitrürleme çeliği, yüzeyi sertleştirilmiş bir yüzey oluşturmak için nitrojeni bir metalin yüzeyine yayan bir ısıl işlem süreci olan nitrürleme olarak bilinen oldukça özel bir yüzey sertleştirme işlemiyle işlenmiş çeliktir.

Dış yüzey sertleştirme, metal bir nesnenin yüzeyini sertleştirme işlemidir. Bu süreçte metal nesnenin yüzeyi sertleşmesine rağmen metal nesnenin çekirdeği yumuşak kalır. Bu işlem ağırlıklı olarak çelik için kullanılır, ancak aynı zamanda titanyum, alüminyum ve molibden için de kullanılır.

Yüzey sertleştirme, yüzey sertleştirme olarak da bilinir.

Nitrürleme çeliği, çelik nitrürleme işlemine tabi tutulduğunda üretilir. Nitrürleme işleminde, yüzeyi daha sert hale getirmek için baz çeliğe nitrojen yayılır. Bu difüzyon, 524 ° C’ye (975 ° F) yakın nispeten düşük sıcaklıklarda gerçekleşir. Bu sıcaklıkta, nitrojen baz çeliğe yayıldığında, sertleşme su verme olmaksızın gerçekleşir.

Nitrürleme işlemiyle yüzey sertleştirmesine tabi tutulan çelik nesnenin çekirdek özellikleri, ürün için nihai tavlama sıcaklığı nitrürleme işlemi sıcaklığından daha yüksek tutulana kadar etkilenmez. Nitrür yüzeyler paslanmaz sac gibi aşınmaya karşı oldukça dayanıklıdır ve kalkma önleyici özellikler sağlar. Nitrürleme işlemi sayesinde, nesnenin yorulma ömrü daha da iyileştirilir. Bu süreç aynı zamanda nesnenin korozyon direncini geliştirmeye yardımcı olur.

Çok çeşitli çelikler nitrürlenebilir, ancak en yaygın kullanılan üç nitrürleme çeliği şunlardır:

AISI 4140
AISI 4340
Nitralloy

Bilgi Talep Formu