Çelik Sınıflandırması: Tanım ve Kategoriler

Çelik, üretiminde kullanılan elementlere göre sınıflandırılır. Çeliğin her türünün belirli özellikleri ve farklı uygulama alanlarına uygunluğu bu sınıflandırma ile daha iyi anlaşılabilir. En yaygın sınıflandırma yöntemlerinden biri EURONORM tarafından önerilen ve çeliği alaşım elementlerine göre kategorize eden yöntemdir. Bu sınıflandırmaya göre çelik üç ana kategoriye ayrılır:

• Alaşımsız Çelikler
• Düşük-Alaşımlı Çelikler
• Alaşım Çelikleri

1. Alaşım Elementlerine Göre Sınıflandırma

Aşağıdaki tablo, çeliğin alaşım elementlerine göre sınıflandırılmasını özetlemektedir:

Tabloda görüldüğü gibi, bir çeliğin düşük alaşımlı veya alaşım çeliği olarak sınıflandırılabilmesi için sadece bir elementin belirtilen alt limitini aşması yeterlidir. Ancak yüksek S, P ve Pb oranlarına sahip otomobil çelikleri, alaşım çelikleri olarak sınıflandırılmayabilir. Bazı otomatik makineler için özel alaşım çelikleri, belirtilen S ve P değerlerinden daha yüksek değerlere sahip olabilir.

2. Seri Üretilen Çelikler ve Değerli Çelikler

Çelik ayrıca, üretim yöntemi ve içerdiği kirletici maddeler (örneğin S, P ve gaz içerikleri) göz önünde bulundurularak iki ana kategoriye ayrılabilir:

• Seri Üretilen Çelikler: Bu kategori alaşım içermeyen ve düşük alaşımlı çelikleri içerir. Genellikle daha düşük maliyetli ve kolayca bulunabilir oldukları için büyük ölçekli üretimlerde kullanılır.
• Değerli Çelikler: Alaşım içermeyen, düşük alaşımlı ve alaşım çelikleri içerir. Bu çelikler, genellikle %0.035’ten az kükürt ve fosfor içeren, yüksek performans gerektiren uygulamalar için kullanılır (örneğin, havacılık ve yüksek kaliteli otomotiv endüstrileri).

3. SAE Numaralandırma Sınıflandırması

SAE (Society of Automotive Engineers) numaralandırma sistemi, özellikle Amerika Birleşik Devletleri’nde yaygın olarak kullanılan ve çelik türlerini kimyasal bileşimlerine ve uygulama alanlarına göre tanımlayan bir sistemdir. Bu sınıflandırma, otomotiv ve üretim sanayilerinde, çelik türlerinin belirli özelliklere göre seçilmesini kolaylaştırır.

SAE Numaralandırma Yapısı:
SAE numarası, çelik türünü tanımlamak için kullanılan dört basamaktan oluşan bir sayıdır. İşte bu sistemin açıklaması:

• İlk İki Basamak: Malzeme türünü temsil eder (örneğin, karbon çelikleri, alaşım çelikleri).
  • Örneğin, 1xxx karbon çeliklerini, 2xxx nikel çeliklerini temsil eder.
• Son İki Basamak: Çeliğin karbon miktarını belirtir ve genellikle yüzdelik bir değeri temsil eder.
  • Örneğin, 10xx'de "10" karbon çeliklerini belirtirken, "xx" ise karbon içeriğini ifade eder. 10xx için bu, en fazla %1.00 mangan içeren düz karbon çeliklerini ifade eder.

Aşağıda SAE numaraları ve karşılık gelen malzeme türleri ile ilgili bir genel bakış bulunmaktadır:

Aşağıda yaygın SAE çelik dereceleri ve ana elementleri listelenmiştir:

• Karbon Çelikleri:

  • 10xx: Düz karbon (Mn %1.00 max.)
  • 11xx: Resülfürize edilmiş
  • 12xx: Resülfürize edilmiş ve re-fosforize edilmiş
  • 15xx: Düz Karbon (Mn %1.00–1.65% max.)
  • 15Bxx: Düz Karbon Bor ile (Mn %1.00–1.65% max., B %0.0005-0.003% max.)

• Nikel Çelikleri:

  • 23xx: Ni %3.50%
  • 25xx: Ni %5.00%

• Nikel-Krom Çelikleri:

  • 31xx: Ni %1.25%; Cr %0.65%, veya %0.80%
  • 32xx: Ni %1.75%; Cr %1.07%
  • 33xx: Ni %3.50%; Cr %1.50%, veya %1.57%

• Krom-Molibden Çelikleri:

  • 41xx: Cr %0.50%, %0.80%, veya %0.95%; Mo %0.12%, %0.20%, %0.25%, veya %0.30%

• Nikel-Krom-Molibden Çelikleri:

  • 43xx: Ni %1.82%; Cr %0.50–0.80%; Mo %0.25%
  • 43BVxx: Ni %1.82%; Cr %0.50%; Mo %0.12%, veya %0.35%; V %0.03% min

• Krom Çelikleri:

  • 50xx: Cr %0.27%, %0.40%, %0.50%, veya %0.65%

• Tungsten-Krom Çelikleri:

  • 72xx: W %1.75%; Cr %0.75%

4. Sistemsiz Sınıflandırmalar

Standart sınıflandırmaların dışında, çeliğin özelliklerine veya uygulama alanlarına dayalı olarak yapılan sistemsiz sınıflandırmalar da bulunmaktadır. Bunlar genellikle çelik türlerinin performans gereksinimlerine göre seçildiği sanayi ortamlarında kullanılır:

• Alet Çelikleri: Alet yapımında kullanılan yüksek karbonlu çeliklerdir. Mükemmel sertlik ve aşınma direncine sahiptir.
• Yay Çelikleri: Deformasyondan sonra orijinal şekline geri dönmesi gereken yayların üretiminde kullanılan özel çeliklerdir.
• Paslanmaz Çelikler: .5'ten fazla krom içeren, korozyona karşı dirençli çeliklerdir.

Sonuç

Çelik sınıflandırması, malzemenin özelliklerini anlamak ve doğru uygulamalarda kullanmak için çok önemlidir. Alaşım elementleri, karbon içeriği ve üretim yöntemlerine göre çeliğin sınıflandırılması, mühendislerin ve üreticilerin projeleri için ideal malzemeyi seçmelerini sağlar. SAE numaralandırma sistemi de sınıflandırmaya hassasiyet ekler, böylece belirli ihtiyaçlar için doğru çelik türünün daha kolay belirlenmesini sağlar.