ÇELİK, bir Demir (Fe), Karbon (C) alışımıdır. C’dan başka fraklı oranlarda alışım elementleri ve empürite elementler bulunur.

Çeliğe farklı özellikler kazandıran içerdiği elementlerin kimyasal bileşeni ve çeliğin iç yapısıdır. Çeliğe değişik oranlarda alaşım elementleri katılabileceği gibi, çeşitli işlemler (ıslah,normalizasyon vs.) ile iç yapıda kontrol edilerek kullanım alanlarına göre değişik özelliklerde çelik elde edilir.

Manganez (Mn),Fosfor (P), Kükürt (S) ve Silisyum (Si) üretim sırasında hammaddeden kaynaklanan elementler olup, çelik bünyesinde belirli oranlarda bulunur.

Diğer elementler ise (Cr, Ni vs.) ferro-alyajlar  halinde istenilen miktarlarda çelik bünyesine ilave edilir. Çelik demir cevherinden veya hurdadan geri dönüşüm ile iki şekilde üretilmektedir. Sıvı çelik üretildikten sonra döküm ile ingot olarak veya sürekli döküm yönetimi ile kütük veya blum olarak şekillendirilir. 

1-Çeliklerin büyük çoğunluğu ısıl işlemlere karşı duyarlıdır. Kimyasal bileşimin yanı sıra uygulanan ısıl işlemler sonucunda istenilen sertlik,  mekanik ve fiziksel özellik, elektriksel özellik, korozyona ve yüksek sıcaklığa dayanım özelliklerine tam olarak kavuşturulabilir.

2-Çelikler, yapılarının gerektirdiği sıcaklıklara kadar ısıtıldıklarında şekillenme özelliğine kavuşur.(Haddeleme,  Presleme, Dövme)

3-Ayrıca kimyasallar bileşim ve iç yapı olarak uygun olan çelikler haddeleme, presleme gibi yöntemlerle soğuk olarak da şekillendirilebilir.

4-Talaş kaldırıcı tezgahlarda işlenerek istenilen şekil ve yüzey düzgünlüğüne getirilebilir.

5-Kimyasal bileşim olarak uygun olan çelikler kaynak işlemi ile birleştirilir.

6.Çeliklerin büyük bir bölümü çeşitli yöntemlerle metal ile kaplanmaya, emaye yapılmaya, boyanmaya ve plastik maddeler ile kaplanmaya elverişlidir.

1-KİTLE GENEL YAPI ÇELİKLERİ

2-OTOMAT ÇELİKLERİ

3-ISLAH ÇELİKLERİ

4-SEMENTASYON ÇELİKLERİ

5-NİTRÜRASYON ÇELİKLERİ

6-İNDİKSİYONLA SETLEŞEN ÇELİKLER

7-CİVATA ÇELİKLERİ

8-YAY ÇELİKLERİ

9-PASLANMAZ ÇELİKLERİ

10-TAKIM ÇELİLERİ

a)Soğuk İş Takım Çelikleri

b)Sıcak İş Takım Çelikleri

Çok önemli, aynı zamanda çok değişik tür ve grupları olan çeliklerin sınıflandırılması zor olan bir konu olsada başlıca ana unsurları esas alınarak sınıflandırılması aşağıdaki gibidir.

1-Kullanın Yerlerine Göre Çelikler,

1.1-İNŞAAT ÇELİKLERİ

Betonarme-Köprü-Konstrüksiyon-Vinç vs.

1.2-MAKİNA İMALAT ÇELİKLERİ

Muhtelif Makina ve Oto Yedek Parçaları,Dişliler, Miller Bağlantı elemanları…

1.3-TAKIM ÇELİKERİ

Soğuk-Sıcak Şekillendirme, Hız Çelikleri…

1.4-ÖZEL GAYELİ ÇELİKLER

Yay, Rulman, Sübap Çelikleri, Elektrotluk.Civatalık Çelikler…

2-Alaşım Elemanlarına Göre Çelikler,

2.1-ALIŞIMSIZ (KARBONLU) ÇELİKLER

a)Yumuşak Çelik (0,10-0,20),

b)Düşük Karbonlu Çelikler (0,20-0,30),

c)Orta Karbonlu Çelikler (0,30-0,60),

d)Yüksek Karbonlu Çelikler (0,65-1,10)%C ihtiva eder.

2.2-ALIŞLIMLI ÇELİKLER

Düşük Alaşımlı, Orta Alaşımlı, Yüksek Alaşımlı Çelikler.

3-Uygulana Isıl İşlemin Nevine Göre Çelikler ,

3.1-ISLAH ÇELİKLERİ

3.2-SEMENTASYON ÇELİKLERİ

3.3-NİTRÜRASYON ÇELİKLERİ

3.4-İNDİKSYONLA YÜZEYİ SEERTLEŞEN ÇELİKLER

Su Verme Ortamına Göre;

a)Su Çeliği

b)Yağ Çeliği

c)Hava Çeliği…

4-Özel Niteliklerine Göre Çelikler ,

4.1-İZABE SIRASINDA OKSİJEN GİDERME SIRASINA GÖRE

a)Kaynar (Söndürülmemiş) Çelikler,

b)Yarı Durgun (Yarı Söndürülmemiş)Çelikler,

c)Durgun (Söndürülmüş) Çelikler…

4.2-KÜKÜRT VE FOSFOR ARTILMIŞLIK DERECESİNE GÖRE

a)Kaynar (Söndürülmemiş) Çelikler,

b)Yarı Durgun (Yarı Söndürülmemiş)Çelikler,

c)Durgun (Söndürülmüş) Çelikler…

4.3-MİKROSKOBİK YAPIYA GÖRE

a)Ferritik Çelikler,

b)Ostenitik Çelikler,

c)Marzenzitik Çelikler…

4.4-ŞEKİLLENDİRME NİTELİKLERİNE GÖRE

a)Soğuk Çekme Nitelikli Çelikler,

b) Soğuk Dövebilme Nitelikli Çelikler,

c) Sıcak Dövebilme Nitelikli Çelikler,

d)Talaşlı İşlenilebilirNitelikli Çelikler,

e)Kaynatılabilir Nitelikli Çelikler,

f)Sertleştirilebilir Güvenceli Çelikler…

4.5KULLANIMDAKİ ÖZELLİKLERİNE GÖRE

a)Paslanmaz Çelikler,

b)Ateşe Mukavim Çelikler,

c)Darbe Çelikleri,

d)Torsiyon Çelikleri…

Sade karbonlu çeliklere çeşitli alaşım elemanları ilavesi ile çok değişik özellikler taşıyan alaşımlı çelikler elde edilir.Bu elemanların biri veya birkaç tanesinin bulunuş şekline ve yüzdesine bağlı olarak “Düsük Alaşımlı veya Krom-Nikel Çeliği” gibi isimler alır.

KARBON(C)

Bu önemli ve ana elementtir. Çelik Özelliklerine en çok etki yapandır.

Karbon artışı ile sertlik, su alma yeteneği ve dayanım artar buna karşılık; dövülebilme, kaynaklanabilme ve esneklik azalır.

SİLİSYUM(Si)

Çeliğin süneklik ve tokluğunu düşürmeden, dayanımı ve sertliği arttırır. Özellikle yay çeliklerinde kullanılır.

Miktarı %0,40 üzerine çıkan çelikler için silisyumlu tabiri kullanılır.

Yüksek silisyum ihtiva eden çeliklerin dayanımı artar.

MANGAN(Mn)

Çeliğin dayanımı, akma sınırını sıcakta şekillenme ve kaynak kabiliyetini, sertleşme derinliğini arttırır. Mn oranı %0,20/0,35 civarında olan çelikler suda sertleşebilir.

Mn yüzdesi 1’i geçen çelikler mangan’lı olarak nitelenir. Daha yüksek (12/14) oranında Mn ihtiva eden çelikler ostenitik yapı oluşturur ve aşınmaya çok büyük dayanım gösteren çelikler elde edilir.

KÜKÜRT  (S)

Üretim sırasında çelik yapısına geçer ve gevrek kırılgan yapar. Genelde zararlı ve giderilmesine çalışan bir elementtir.

Ancak otomat çeliklerde %0,30’a kadar çıkarılır ve zararlı etkisini gidermek içinde iki katı kadar manganez ilave edilir.

FOSFOR  (P)

Zararlı etkisi olan bir elementtir. Miktarı az olması tercih edilmektedir.

KROM (Cr)

Çeliklere en fazla katılan elementtir. Çeliğin dayanım ve sertleşebilme özelliğini arttırır.

Yüksek krom ,paslanmaya , korozyona ve aşınmaya mukavemeti arttırır.

NİKEL (Ni)

Krom gibi çok kullanılan ve kromla beraber sertliğin derinliğe inmesini sağlayan, dayanım ve darbe mukavemetini arttıran bir elementtir.

Ayrıca pasa ve korozyona ve hararete mukavim olduğu için ısıya dayanıklı ve paslanmaz çeliklerin imalatında kullanılır.

MOLİBDEN(MO)

Genellikle elikte Krom ve Nikel ile birlikte bulunur. Az miktarda katılmasın rağmen bütün özelliklerin artmasına sebep olur.

Bir yönde etkisi Wolframa benzer ve özlü yapar. Çok geniş çelik grubunda (Sementasyon, İslah ve   Takım Çelikleri) kullanılır.

VANADYUM (V)

Az miktarda katılan fakat çok büyük özellik değişimi sağlayan en önemli elementlerden biridir.Bilhassa darbeye mukavemeti arttırır, genellikle kesici uçların uzun  zaman kesici olmasını sağlar.

WOLFRAM(W)

Müsbet özellikleri olan ve kıymetli bir elementtir. Daha çok yüksek hız ve sıcak iş çeliklerinde kullanılır.

KURŞUN(PB)

Yalnızca otomat çeliklerinde %0,2-0,58 oranında katılır. İşlemede kolaylık ve temiz bir yüzey elde edilmesini sağlar. Mekanik özelliklere pek etki etmez.

BOR(B)

Çok düşük oranlarda (%0,001 gibi) ilave edilse bile su vermede sertliğin derinlere erişmesinde bilhassa sementasyon çeliklerinde merkez dayanımının artmasını sağlar.

ALÜMİNYUM(Al)

Alüminyum, nitrür  veya dayanıklı çeliklerde, az miktarda kullanılan faydalı bir elementtir.

BAKIR (Cu)

Genelde özellileri iyileştirir. Ancak özel olarak pek katılmaz dövmeyi zorlaştırdığı için istenmez.

Çelikleri belli soy, tür ve bölümlere ayırarak tanıyabilmek için, say,harf gibi işaretler kullanımına SİMGELEME denir. Başlıca simgemle standartları aşağıdaki gibidir.

1-SAE  / AISI STANDARTLARI

En çok kullanılan sistemler arasında olup;

Kimyasal analiz esaslarına dayanır. 1’den 9’a kadar 4 veya 5 basamaklı sayı sistemleri kullanılır. Sistemin iki rakamı çelik türünü, son iki rakamı C değerini 100 katını gösterir. Örnek; 1040 simgesinde 10: Karbon Çelik türü, 40: Karbon yüzdesi %0,40 anlamına gelir. Özel nitelik belirtmek gerekirse başa H gibi sertleşebilir güvenceli harfler getirilebilir. Örneğin 1541 H gibi. Kurşun veya Bor ilavesinde (L) veya (B) harfi ile belirtilir.

2-DIN STANDARTLARI

A)-Alaşımsız Çeliklerin Simgeleri

Çelik minimum çekme mukavemeti esas alınarak;  başa getirilir.

ÖRN: ST 37

Enaz 37 Kgf/mm2 veya 370 N/mm2 çekme dayanımına sahip olan çeliği tanımlar. “C” ön harfi ile tanımlanır ve “C” harfinden sonra gelen sayı yüzde C miktarının 100 katını gösterir. Örnek;  C 45 C 35

Gibi.

Ayrıca özel nitelikleri belirtmek üzere; (f) indiksiyonla sertleşmeye uygun.

Örnek; Cf 56 gibi.

(k)Kükürt ve fosforu sınırlı.

Örnek; Ck 45 gibi.

(q) Soğuk dövmeye  müsait.

Örnek; Cq 35 gibi.

B)- Alaşımlı Çeliklerin Simgeleri

*Düşük Alaşımlı Çelikler

Cr, CO, Mn, Si, W : X4, Mo, V, Al, Pb : X10, C, S, P : X100 gibi çarpanlar esas alınarak, örneğin ;  42CrMo 4 42 : C yüzdesi 0, 42, 4:4:1 (Cr yüzdesini) ifade eder.

*Yüksek Alaşımlı Çelikler:

Başa X getirelim ve son rakamlar herhangi bir katsayıya bölünmeden drekt alaşım yüsdesini gösterir. Örnek; X20 Cr 13 C yüzdesini gösterir. Örnek; X20 Cr 13 C yüzdesi 0,20,krom yüzdesi13.

C)-DIN’e  GÖRE  MALZEME NUMARASI

Malzemeyi tanımlamak için 5 rakamdan oluşan bir sayı dizisi kullanılır. (1.XXXX(1. Devamlı çelik numarasına gelir.) İlk dört rakam çeliğin türünü belirtir. Bu rakamların ilk ikisi belirleyici özelliktedir. Diğer ikisinin bir özelliği yoktur.

00 : Ticari Çelikler ,20-2a : Takım Çelikleri, 35 : Rulman Çelikleri, 40-4a : Paslanmaz Çelikler. Örnek; 1.20880 1.4021 gibi.

3- ISO  VE EURONORM STANDARTLARI

Bunların her ikisi de DIN simgelerine benzer simgeler kullanılır. Yeni olup pratikte çok az kullanılmaktadır.

4 – AFNOR STANDARTLARI

Genel olarak DIN normlarına benzer.

Örnek; C35 (C%0,35)  - Xc18  (C%0,18) – 50Cv4 (50CrV4)

5- BS İNGİLİZ STANDARTLARI

Örnekler;

0 60 A57 – KARBON ÇELİĞİ

*Mn %0,60

*C%0,57

0 80 M 50 – KARBON ÇELİĞİ

*Mn%0,8

*C %0,50

6 – TSE STANDARTLARI

Çelikle ilgili standartların hazırlanışında “DIN” esas alınmıştır. Bu nedenle TSE 1111 Türk Standartları DIN standartlarının aynısıdır.

Türk Demir Çelik Sanayisinde;SAE ve DIN normlarından esinlenerek her kuruluş(TDÇ, ERDEMİR, MKE, ASİL ÇELİK) normlar benimsemiş ve bu normlar sanayimize girmiştir.

MKE; SAE sembollerinin başına Ç. Getirmiştir.

Örnek; Ç.1040 – Ç.1050

ASİL ÇELİK;1’inci derecede SAE, 2’nci derecede DIN normlarını aynen kullanmaktadır.

Örnek; SAE 1040 – SAE 1050 yada 9SMn 36 – 16 MnCr 5 gibi.