MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler

5 Çeliklerin standartları

Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2013-2014 Güz Yarıyılı

Standartlar

2

Standartlar Örnek

TSE 1.4301 / X5CrNi1810 Türk Standartları Ensititüsü

ASTM S30400 American Society for Testing and Materials

SAE – AISI 304 (Society of Automotive Engineers-American Iron and Steel Institute)

DIN = EURONORM (EN) 1.4301 / X5CrNi1810

Deutsches Institut für Normung

BSI 304 S 17 British Standards Institution

AFNOR Z 6 CN 18-09 Association française de Normalisation

JIS SUS 304 Japanese Industrial Standards

DIN EN 10 027-2 Çelikler için numara sistemi

3

DIN EN 10 027-2 Çelikler için numara sistemi

A= Malzeme BCDE= Sıra numarası FG= Ek sayı

Ana grubu

Önemli malzeme ana grupları ve sıra numaraları:

Çelik – Ana grup 1

1.0000 - 1.0099 Temel Çelikler (BS)

1.0100 - 1.0299 Genel yapı çelikleri

1.0300 – 1.0799 Alaşımsız kaliteli çelikler

1.0800 – 1.0999 Alaşımlı kaliteli çelikler

1.1000 – 1.1900 Alaşımsız özel çelikler

1.2000 – 1.2900 Alaşımlı takım çelikleri

1.4000 – 1.4599 Korozyona dirençli çelikler, yüksek sıcaklıkta

dayançlı çelikler

Ağır metaller (çelik hariç) – Ana grup 2

2.000 – 2.1799 Cu ve Cu-alaşımları

Hafif metaller – Ana grup 3

3.000 – 3.4999 Al ve Al-alaşımları

3.500 – 3.5999 Mg ve diğerleri

Çeliklerin terminolojisi, sınıflandırılması ve dizaynı

4

• EURONORM’a göre çelik, ısıl işlem için uygun ve maksimum kütle-% 2 karbon içeren (zengin

oranda Cr içeren birkaç tip hariç) tüm demir esaslı malzemelerdir.

Alaşımsız (yalın karbonlu) ve alaşımlı çelikler, malzemenin kimyasal kompozisyonuna bağlı olarak,

kullanım özelliklerine göre temel, kaliteli/özel (asil/asal) ve paslanmaz çelikler şeklinde alt sınıflara

ayrılmaktadır.

• DIN EN 10027 normunda kullanılan çelik kısaltmaları için esas alınan, bu çeliklerin kimyasal

formülasyonlarıdır. İfadenin önünde yeralan rakamlar ortalama karbon miktarının 100 katını

göstermektedir. Bu sayıyı takiben ilave edilen alaşım elementlerinin kısaltmaları gelir. Alaşım elementi

simgelerinin ardından gelen rakamlar ise aşağıdaki açıklamalara göre alaşım elementleri miktarının

belirli sayılarla çarpımını gösterir:

Co, Cr, Mn, Ni, Si ve W = x 4

Al, Cu, Mo, Ti, V, Nb, Ta, Be, Pb ve Zr = x 10

N, P, S ve C = x 100

B = x 1000

İçerik olarak Al < % 0,1, Mn < % 1, Si < % 0,5 ve Ti < % 0,15 ise malzeme alaşımsız çeliktir. Düşük

alaşımlı çelikler genel olarak toplamda %5’den fazla alaşım elementi içeriğine sahip değildir.

Yüksek alaşımlı çeliklerin alaşım elementi miktarı daima %5’ten fazladır. %5’ten fazla bir alaşım

elementi bulunan çelikte yukarıdaki katsayı çarpanları kullanılmaz ve karbon içeriğini gösteren ilk

sayıdan önce “X” harfi yeralır.

Örnek

5

Örnek

6

Örnek

7

Örnek

8

Örnek

9

Çeliklerin özelliklerine göre DIN EN 10 027

10

Ana Sembol Özellik Ek

S Çelik yapı çelikleri Minimum akma dayancı N: Normalize edilmiş

M: Termomekanik haddelenmiş

+U: İşlem görmemiş-Haddeleme durumu

W: Hava etkilerine dayanıklı

C: Özellikle soğuk şekillendirilebilir

+S: Soğuk kesilebilirliğe işlenmiş

S: Gemi yapımı için

+Q: Su verilmiş veya sertleştirilmiş

Q: Islah edilmiş

QA: Havada ıslah edilmiş

QL: Sıvı içinde ıslah edilmiş

H: Yüksek sıcaklık için (Yüksek sıcaktaki dayanç garantili)

J: Oda ve düşük sıcaklıklar için tabloya bakınız

Joule = tüketilen çentik darbe enerjisi

K: Oda ve düşük sıcaklıklar için tabloya bakınız

L:Oda ve düşük sıcaklıklar için tabloya bakınız (ince taneli

yapı çelikleri hariç)

G: Diğer kaliteler

--G veya G1, G2, G3…

Aynı cins malzeme tipleri ayırabilmek için (örneğe

bakınız)

P Basınçlı kap çelikleri Minimum akma dayancı

L Boru hattı çelikleri Minimum akma dayancı

E Makine imalat çelikleri Minimum akma dayancı

B Beton çelikleri Minimum akma dayancı

Y Ön gerilimli çelikleri Minimum akma dayancı

R Ray çelikleri Minimum akma dayancı

H Soğuk haddelenmiş yassı

ürün

Minimum akma dayancı

D şekillendirilebilir yassı ürün C: soğuk haddelenmiş

D: soğuk şekillendirme için

X: haddeleme tipi verilmemiş

G Çelik döküm Minimum akma dayancı

xx nnn aa

DIN EN 10027 göre çelikler

11

Ana kalite sınıfına göre: Temel Çelikler

Kaliteli Çelikler

Özel Çelikler

Garanti konusuna göre:

Kimyasal bileşimine göre Alaşımsız çelikler

(Düşük-) alaşımlı çelikler

(Yüksek-) alaşımlı çelikler

(Avrupa standardı EN 10 020’ ye göre sadece alaşımsız ve alaşımlı)

Dayanç değerlerine göre Yapı çelikleri

Eskiden çekme dayancına göre,

Akma sınırına göre (günümüzde)

İnce taneli yapı çelikleri akma dayancına göre

Çelik boru çekme dayancına veya akma sınırına göre

Isıl işlem durumuna göre Sementasyon çelikleri

Islah çelikleri

Takım çelikleri

Kullanım özelliklerine göre İnce plakalar

Beton çelikleri

Otomat çelikleri

Soğukta tok çelikler

Yüksek sıcaklıkta dayançlı çelikler

Isıya dirençli çelikler

Fosfor, (P) ve kükürt, (S) durumuna ve saflık derecesine, dayanç davranışlarına ve diğer özelliklerine göre sınıflandırma

12

Temel Çelikler Kaliteli Çelikler Özel Çelikler

Metalik olmayan kalıntılar

nedeniyle azalan saflık

% den sonra düşük P, S ve temel

çeliklere göre daha yüksek

saflık derecesi ve garanti

% den sonra daha düşük P, S ve

kaliteli çeliklere göre daha yüksek

saflık derecesi ve garanti

Çelik gösterimi

Yeni Eski

Çelik gösterimi

Yeni Eski

Çelik gösterimi

Yeni Eski

S185 St 33 S235J2G3 St 37-3 N X5CrNi8-10 X5CrNi8 9

SZ35JRG2 RSt 37-2 S355J0 St 52-3 U X6Cr13 X 7 CrMo 4 4

S355JR -2) S355J2G3 St 52-3 N 13CrMo4-5 13 Cr Mo 4 4

E335 St 60-2 S355 St E 355 P460NL EStE 460

E360 St 70-2 C 15 3) C 15 Ck 16 3) Ck 15

St37.04) St 37.0 C 35 C 35 C 35 Ck 35

1) Saflık derecesi= metalik olmayan kalıntıların türi miktar ve büyüklükleri (garanti sadece özel çeliklerde) 2) St-52 en azından durgun dökülmüş haldedir. Eskiden böyle değildi. 3) Sementasyon çelikleri için EN 10 084 geçerlidir. 4) Boru çelikleri için DIN 1626 geçerlidir.

Alaşımsız çelikler

13

Örnek: Alaşımsız ıslah çeliği

Fosfor ve kükürt oranları < % 0.045 ( EN 10 083-2’ ye göre)

C45

Alaşımsız karbon çeliği için tanımlama işaret

Karbon oranı% 1/100

EN 10 083-1’ e göre çok düşük P ve S oranlarına (<% 0.035)

C45 E

ve yüksek saflığa sahip özel çelikler için tanımlama işareti

Alaşımsız karbon çeliği için tanımlama işareti

Karbon oranı % 1/100

EN 10 083 kısım 1’ e göre sınırlı fosfor ve kükürt oranları

C45 R

( % 0.020-0.035)

Düşük alaşımlı çelikler

14

Alaşım tanım sayısını oluşturmak

için kullanılan çarpım faktörü

Elementlerin kimyasal sembolü

4 Co, Cr, Mn, Ni, Si, W

10 Al, Be, Cu, Mo, Ta, Zr, Nb, Ti, V, Pb

100 C, N, P, S

1000 Bor (B)

Örnek: Yüksek sıcaklıkta dayançlı yapı çeliği 13 CrMo4-5

Örnek 1: Ck 60 (EN 10083-1; DIN 1652-4)

Alaşımsız çelik işareti

Düşük P ve S içerikli paslanmaz çelik

% karbon x 100

%0,6 karbonlu alaşımsız bir asil çelik.

Yüksek alaşımlı çelikler

15

Korozyona dirençli çelik X6CrNiTi8-10

Yüksek alaşımlı çelik için tanımlama işareti

Karbon oranı % 1/100

Alaşım elementleri (krom, nikel, titanyum)

Alaşım elementlerinin yüze oranı (krom %18, nikel % 10)

Titanyum için tanımlama sayısı gösterilmemiştir. (titanyum oranı <%1)

Dayanç değerlerine göre adlandırma

16

- DIN EN 10 025’ e göre genel yapı çelikleri

Çelik için tanımlama işareti

Çekme dayancı, Rm=360 N/mm2

Kalite grubu

- DIN 1629’ göre alaşımsız çelikten yapılmış dikişsiz boru

Çelik için tanımlama işareti

Çekme dayancı, Rm= 360 N/mm2

Garanti ölçüsü işareti

- DIN 17 175’ e göre yüksek sıcaklıkta dayançlı çelikten

yapılmış

dikişsiz boru

Çelik için tanımlama işareti

Çekme dayancı, Rm=360 N/mm2

Garanti ölçüsü işareti

Çelik gösterimi

Eski Yeni

St 37-2

S235JR

St 37.4 Hala geçerli

St 35.8 Hala geçerli

Isıl işlem imkanlarına göre adlandırma

17

- DIN EN 10 084’ e göre alaşımsız sementasyon çeliği

Alaşımsız karbon çeliği için işaret

Karbon oranı % 1/100

- DIN EN 10 084’ e göre alaşımlı sementasyon çeliği

Karbon oranı % 1/100

Alaşım elementleri (mangan ve krom)

Alaşım tanımlama sayısı (Mn % 1.25, Cr % 1)

- DIN EN 10 083’ e göre alaşımsız ıslah çeliği

Alaşımsız karbon çeliği için işaret

Karbon oranı % 1/100

- DIN EN 10 083 kısım 1’ e göre alaşımlı ıslah çeliği

Karbon oranı % 1/100

Alaşım elementleri (krom ve molibden)

Alaşım tanımlama sayısı (Cr % 1; Mo için tanımlama sayısı

verilmemiştir).

Çelik gösterimi

Eski Yeni

C 10 C10

16 MnCr 5 16MnCr5

C 22 C22

34 CrMo 4 34CrMo 4

Kullanım özelliklerine göre adlandırılması 1

18

Çelik gösterimi

DIN 1623’ e göre DIN EN 10 130’ a göre

(yeni)

RR St 14 05 m FeP04Bm

İnce plaka Özel durgun dökülmüş işareti, Çelik işareti, Özel derin çekme kalitesi işareti, İyi yüzey kalitesi işareti, Mat yüzey işareti

DIN EN 1651’e göre

(eski)

DIN EN 1651’e göre

(yeni)

9 S 20

10 S Pb 20

35 S 20

X 10 CrNiS 18 9

Hala geçeli

Otomat çelikleri, düşük mekanik özelliklere sahip, kaynağa uygunluğu kötü, talaş kaldırma işlemi kolay olan çeliklerdir.

DIN EN 17 155’e göre

(eski)

DIN EN 10 028-2’e göre

(yeni)

H II

19 Mn 6

15 Mo 3

13 CrMo 4 4

10 CrMo 9 10

P265GH

P355GH

16Mo3

13CrMo4-5

10CrMo9-10

Yüksek sıcaklıkta dayançlı çelikler, basınçlı kap çeliklerinin yassı ürünleri olarak anılan, sıcaklık özellikleri olan alaşımlı ve alaşımsız çeliklerdir.

Düşük sıcaklıkta tok çelikler SEW-yaprak 680-

70’e göre (eski)

SEW-yaprak göre

(yeni)

WstE355 P355NH

Kullanım özelliklerine göre adlandırılması 2

19

İnce taneli yapı çelikleri-normalize edilmiş, ilave olarak düşük sıcaklıkta tokluk özellikleri olan alaşımlı ve alaşımsız çeliklerdir. “ Basınçlı kap çeliğinden yassı ürün” olarak adlandırılır.

DIN EN 17 102 (eski) DIN EN 10 028-3’e

göre (yeni)

TstE 285

EstE 285

P275NL1

P275NL2

Çelik Gösterimi

SEW 087’ ye göre

(Eski)

DIN EN 10 155’ e

göre (Yeni)

WTSt 37-3

WTSt 52-3

S235J0W

S235J2W

S355J0W

S355J2G1W

S355J2G2W

S355K2G1W

S355K2G2W

Hava etkilerine dayanıklı yapı çelikleri Atmosferik korozyona karşı yüksek dayanç gösteren, geleniksel mekanik özelliklere (DIN EN 10 025’ e göre diğer çeliklerle karşılaştırıldığında) sahip, Cr- ve Cu alaşımlı özel çelikler.

DIN 17 440’ e göre

(eski) Östenitik çelikler

DIN 10 088’ e göre

(yeni) Östenitik

çelikler

X 5 CrNi 18 10

X 6 CrNiMoTi 17 12 2

X 6 CrNiTi 18 10

X5CrNi 18 10

X6CrNiMoTi 17-12-2

X6CrNiTi 18-10

Paslanmaz çelikler, çeşitli mikroyapılarda olup, kimyasal dayanca sahip yüksek alaşımlı çeliklerdir.

Isıya dayanıklı çelikler ve diğerleri