Çelik Yapısı

Bazı Elementlerin Çelik Yapısına Etkileri

Karbonlu Çelikler:
           Mn, Si gibi alaşım elementlerinin 1 veya 2' sinin çeliğin içindeki değerleri;
en az: Mn %1,65 – Si %0,60 geçmiyor ve kimyasal bileşiminde başka herhangi bir alaşım elementinin minimum miktarda bulunması istenmiyorsa bu çelikleri karbonlu çelikler sınıfına dahil edebiliriz.
 Alaşımlı Çelikler:
           Karbonlu çeliklerin normal olarak sağlanamayan kendine has özellikleri kazanmak için, bir veya birden fazla alaşım elementi katmak suretiyle yapılan çelikler alaşımlı çeliklerdir. Mn, Si gibi alaşım elementlerinin bir veya birden fazlasının, çeliğin içindeki değerleri Mn %1,65, Si %0,60’dan fazla olan ve bunlara öteki elementlerden –Al B Cr Co Mo Ni Ti W V Zr- birinin veya birkaçının bulunması istenen çelikler, alaşımlı çelikler sınıfına girer.

           Alaşımlı çeliğin, alaşım elementlerinin alt ve üst limit değerleri arasındaki fark oldukça az olup, alaşım elementi sayısı arttıkça, alınacak dökümlerde uygun olmayanların sayısı artar. Alaşımlı çelik gerek yüzünde gerekse iç kısmında oluşabilmesi muhtemel çatlamalara neden olmaması için, özel kuyu ocaklarında yavaş yavaş soğutulur. Ayrıca haddeleme ve dövme işlemlerinden önce en son olarak hatalar giderilir. Bu nedenlerden ötürü alaşımlı çelik yapımı, karbonlu çeliklere kıyasla daha hassas ve zor bir prosestir..

 Karbon:
           Çelik için baş sertleştirici etkisi olan element karbondur.. Karbon miktarındaki artış, çeliğin sıcak haddeleme ve normalize edilmiş halindeki sertlik ve çekme dayanımını arttırırken esnekliğini, dövülme, kaynak edilme ve kesilme gibi özelliklerini zayıflatır.

 Mangan:
           Çeliğin dayanımını geliştirici bir alaşım elementidir. Esnekliğini azaltır. Dövme ve kaynak özelliğine olumlu etkisi vardır. Manganın, sertlik ve dayanımını arttıran özelliği, karbon miktarına bağlıdır. Manganın yüksek karbonlu çeliklerdeki etkisi, düşük karbonlu çeliklere oranla daha fazladır. Mangan su verme derinliğini arttırır. Korozyona ve paslanmaya dayanımını geliştirici özelliği vardır.

 Silisyum:
           Çelik dökümlerde fiziksel dayanımı ve özgül ağırlığı arttırır. Silisyum, mangan gibi bütün çeliklerde bulunan bir elementtir. Çelik yapımında demir cevherinden, veya ocak astarı olan tuğlalardan da bir miktar silis, çeliğin bünyesine kendiliğinden girer. Silisyumlu çelikler deyimi; bileşiminde %0,4’dan fazla silisyum olan çelikler için kullanılır. Çelikte silisyumun bulunması esnekliği eksi yönde etkilese de %1 artış için çekme dayanımını 10 kg/mm2, akma dayanımını da benzer oranda arttırır. %14 arasında silisyum bulunan çelikler, kimyasal tepkilere karşı dayanımlı olduklarından, bu durumdaki çelikler dövülemezler.

 Fosfor:
           Fosfor; genel olarak çelik için zararlı olarak bilinir, bu sebeple yüksek nitelikteki çeliklerde fosfor yüzdesi en çok olarak 0,030-0,050 arasında tutulur.

 Kükürt:
           Kükürt; çeliği kırılgan yapar ve haddelenmesini güçleştirir. Çeliğin işlenebilme özelliğinin arttırılması söz konusu olmadığı hallerde, fosfor gibi istenmeyen yabancı maddeler olarak kabul edilen bir elementtir. Normal olarak müsaade edilen miktar en fazla %0,025-0,050 arasında sınırlandırılır.

 Krom:
           Krom; çeliğin dayanım özelliğini arttıran fakat buna karşılık, esnekliğini çok az bir dereceye kadar negatif yönde etkileyen bir alaşım elementidir. Krom, çeliğin sıcaklık dayanımını arttırır, kabuk yapmayı önler. İçinde yüksek oranda krom bulunan çeliklerin paslanmaya karşı dayanımını yüksektir.
           Kromlu paslanmaz çeliklerde krom oranı arttıkça, kaynak edilme yeteneği azalır. Krom, dengesi çabuk bozulmayan karbürü meydana getirir. Çelikte beher %1 oranındaki krom yüzdesi artışına karşılık, çekme dayanımında yaklaşık olarak 8-10 kg/mm2’lik bir artış görülür. Aynı oran içinde olmamakla beraber, akma dayanımı yükselirse de çentik dayanımı düşer.

Nikel:
           Nikel; çeliğin dayanımını silisyum ve mangana kıyasla daha az arttırır. Çelikte nikel, özellikle kromla birlikte bulunduğu zaman, sertliğin derinliklere inmesini sağlar.
           Krom-nikelli çelikler paslanmaz, kabuklaşmaya ve ısıya oldukça dayanımlıdır. Özellikte düşük sıcaklıklarda, makine yapım çeliklerinin çentik dayanımını arttırır. Nikel, ıslah ve sementasyon çeliklerinin dayanımını arttırdığı gibi, istenen yapıdaki çelikler, paslanmaya ve kabuklaşmaya dayanımlı çelikler için, gayet uygun bir alaşım elementidir.