Çeliklerin Sınıflandırılması

Tanım ve kullanımında kolaylık sağlamak amacıyla çelikler değişik sınıflandırmalara tabi tutulmaktadır. En yaygın olarak kullanılan sınıflandırmalar;

• Karbon oranına göre sınıflandırma
• Alaşım elementi miktarına göre sınıflandırma
• Kullanım alanına göre sınıflandırma olarak sıralanabilir.
 

Çelikler içerdikleri karbon oranına göre düşük karbonlu çelikler, orta karbonlu çelikler, yüksek karbonlu çelikler ve yüksek karbonlu takım çelikleri olmak üzere başlıca dört sınıfa ayrılırlar.

Düşük Karbonlu Çelikler

Bu çelikler, %0,25 oranına kadar karbon içerirler ve çok yumuşak ve yumuşak çelikler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. 

a) Çok yumuşak çelikler: %0,07 ile %0,15 arasında karbon içerirler ve soğuk şekillendirmeye elverişlidirler. 

b) Yumuşak çelikler: %0,15 ile %0,25 oranında karbon içerirler. Çok yaygın olarak kullanılan alaşımsız çeliklerdir. Çok iyi kaynak edilebilirler, ancak su verme yöntemi ile iyi sertleştirilemezler. 

Orta Karbonlu Çelikler 

Bu çelikler, %0,25 ile %0,55 oranları arasında karbon içerirler. Isıl işlem için çok uygun çeliklerdir. Yani, bu çeliklerin yapı ve özellikleri ısıl işlemle büyük ölçüde değiştirilebilir. Bu çelikler, karbon oranlarına göre genel dövme çelikleri, mil çelikleri ve aşınmaya dayanıklı çelikler olmak üzere üç gruba ayrılabilir. 

a) Genel dövme çelikleri: %0,25 ile %0,35 arasında karbon içerirler. 

b) Mil çelikleri: %0,35 ile %0,45 oranları arasında karbon içerirler. Mil, tel ve dingil yapımı için kullanılırlar. 

c) Aşınmaya dayanıklı çelikler: %0,45 ile %0,55 arasında karbon içerirler. Ray, ray tekerleği, silindir ve pres kalıpların yapımında kullanılırlar. 

Yüksek Karbonlu Çelikler 

%0,55 - %0,9 arasında karbon içerirler. Yüksek mukavemet ve aşınma direnci gerektiren yerlerde kullanılırlar. Kullanım alanına örnek olarak, pres kalıp bloklar gösterilebilir. 

Yüksek Karbonlu Takım Çelikleri 

Bu çelikler %0,9 - %1,6 oranları arasında karbon içerirler. Yüksek aşınma direnci ve yüksek mukavemet gerektiren yerlerde kullanılırlar. Kullanım yerlerine örnek olarak torna kalemi ve matkap uçları verilebilir.

Önerilen Makale: Çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik sac fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

EURONORM 20-74' e göre, alaşım elementi miktarına göre yapılan sınıflandırmada çelikler, alaşımsız çelikler, düşük alaşımlı çelikler, alaşımlı çelikler olmak üzere üç ana grupta toplanır. 
 

Alaşım Elementi	Alaşımsız Çelikler	Düşük Alaşımlı Çelikler	Alaşımlı Çelikler
C	% 1,5 den az	% 1,5 den az	% 2,2 den az
Mn+Si	% 1,5 den az	% 1,5 - 3,0	% 3 den fazla
P	% 0,08 den az	% 0,05 den az	% 0,04 den az
S	% 0,06 dan az	% 0,05 den az	% 0,04 den az
Al	% 0,3 den az	-	% 0,3 den fazla
B	-	-	% 0,001 den fazla
Co	% 0,2 den az	% 0,2 - 3,0	% 0,3 den fazla
Cr	% 0,3 den az	% 0,3 - 5,0	% 0,5 den fazla
Cu	% 0,4 den az	-	% 0,4 den fazla
Mo	% 0,05 den az	% 0,05 - 0,10	% 0,1 den fazla
Ni	% 0,05 den az	% 0,3 - 5,0	% 0,5 den fazla
Pb	% 0,4 den az	-	% 0,4 den fazla
V	% 0,05 den az	% 0,05 - 0,10	% 0,1 den fazla
W	% 0,2 den az	% 0,2 - 3,0	% 0,3 den fazla

Bir çeliğin düşük alaşımlı ya da alaşımlı sayılması için bu elementlerden herhangi birinin kendisi için belirlenen alt sınırı aşması gerekir. 
 

Günümüzde daha çok sistematik olmayan fakat çeliklerin karakteristik özelliklerini ve/veya kullanım amaçlarını ön plana çıkaran sınıflandırmalar kullanılmaya başlanmıştır. Bu sınıflamada bir çelik türü birkaç gurup içerisinde de yer alabilir. Örneğin C40 hem ıslah hem de karbon çelikleri gurubunda yer alabilir. 

Konstrüksiyon Çelikleri

Kükürt ve fosfor yüzdeleri % 0,050 — 0,080 arasında olup, analizleri ile değil mukavemet değerleri ile anılırlar. İnşaat demiri, U-T- I profilleri olarak üretilirler. Vinçler, vagonlar, köprüler, makine gövdeleri ve fabrikaların yapımında kullanılırlar. 

Yay Çelikleri 

Üzerine yük uygulandığında şekil değiştiren ve yük kaldırıldığında eski haline gelebilen çelik türleridir. Genellikle %0,4-0,7 C, %1,0-2,0 Si içerirler. Ayrıca % 0,5-1,0 Cr ve Mn, %0,05-0,10 V bulunması daha iyi özelliklere sahip olmasını sağlar. Isıl işlem yay imalinde önemli konulardan biridir. 

Otomat Çelikleri 

Otomat tezgahlarında kolaylıkla işlenebilen çeliklerdir. Kükürt ve Mangan içerikleri normal değerlerin üzerindedir. Daha rahat işlenebilmeleri amacıyla Pb ilave edilen türleri de mevcuttur. Semente edilebilen ve direk sertleştirilebilenler olarak iki gurupta toplanırlar. Taşıdıkları kolay işlenebilirlik özelliklerinde dolayı bu çelikler çok milli veya revolver torna tezgahlarında yapılan boyuna ve alın tornalama, diş açma, matkapla delme, raybalama gibi talaş kaldırma işlemlerine en uygun çelikler olarak tanımlanırlar. 

Karbon Çelikleri 

% C, Si, Mn, P, S içeriklerine göre değerlendirilen düşük alaşımlı ve alaşımsız çelikler gurubunda bulunurlar. İmalat çelikleri olarak bilinirler. 

Sementasyon Çelikleri 

Genellikle %0,10-0,25 C değerleri içeren düşük alaşımlı ve alaşımsız çeliklerdir. Sementasyon (yüzeye C emdirilmesi) işlemi ile yüzeylerindeki % C miktarı artırılarak dışı sert içi yumuşak, darbe dayanımı gerektiren parçaların imalinde kullanılırlar. Örneğin, dişli parçaların imalinde kullanılır. 

Islah Çelikleri 

Bu tür çeliklerin % C oranları % 0,35'den başlar. Genellikle uygun bir sertleştirme ve menevişleme işleminden sonra özellikleri iyileştirilerek kullanılırlar. Alaşımsız ve alaşımlı türleri vardır. Alaşımsız olanları ıslah edilmeden de imalat çelikleri olarak kullanılmaktadır. Bu tür çelikler, makine imalatının büyük bölümünde kullanılmakla beraber alaşımlı olanlar mil, şart, krank gibi parçaların imalinde kullanılır. 

Rulman Çelikleri 

Rulman türlerinin çeşitli kısımlarının yapımında kullanılan çeliklerdir. Bu çelikler çok yüksek çekme, basınç, devamlı titreşim ve aşınma etkilerine dirençli olmak zorundadır. Bu nedenle özel kimyasal bileşim yanında tam sertleştirme veya yüzey sertleştirme işlemleri de gerekebilir. 

Takım Çelikleri 

Uygulamalarda kullanılan birçok çeşidi vardır. Alaşımsız, alaşımlı, yüksek hız, soğuk iş ve sıcak iş takım çelikleri olarak oldukça geniş bir kullanan alanına sahiptir. Kesici takımlar, makaslar, zımbalar, kalıplar, sıcak ve soğuk şekil verme kalıpları, darbeli çalışan takımlar, el aletleri, hava tabancaları, ölçü ve kontrol takımları v.b. imalatında kullanılırlar. 

Mikro Alaşımlı Çelikler 

Özellikleri açısından yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çeliklerdir. Dünyada son 50 yılın üretilen miktarlar açısından en önemli gelişmesini gösteren çelik türüdür. Mikro alaşımlı çeliklerin üretim potansiyeli günümüzde gelişmiş ülkelerdeki çelik üretim miktarının %10'nu aşmış bulunmaktadır. 

Paslanmaz Çelikler 

Bileşiminde fazlaca krom ve nikel ihtiva eden, yüksek sıcaklığa, kimyasal etkilere dayanıklı çeliklerdir. Ferritik, östenitik ve martenzitik paslanmaz çelikler olarak üç gurupta incelenebilirler. Ferritik paslanmaz çelikler %18-30 Cr ve çok az karbon ihtiva eder. Isıl işlemle sertleştirilemezler. Östenitik paslanmaz çelikler, krom yanında önemli oranda nikel içerirler. En büyük özellikleri yumuşak, şekillendirmeye çok uygun korozyona, aside ve ısıya dayanıklıdırlar. Martenzitik paslanmaz çelikler, karbon yanında %12-17 civarında krom içerirler ve sertleştirilebilirler. 

Borlu Çelikler 

Sementasyon ve ıslah kalitesindeki bazı çeliklerin bünyesine çok düşük oranlarda bor ilave edilerek üretilen çeliklerdir. Bor elementi, ıslah çeliklerinde su verme sertliğinin derinlere erişmesinde, sementasyon çeliklerinde ise merkez kısımlarının dayanımının artmasında rol oynamaktadır. Ayrıca nötron absorbsiyonu yüksek olduğundan, nükleer enerji santrallerinin yapımında kullanılan çeliklerde alaşım elementidir. 
 

Bunlar ısıl işlem için öngörülmeyen çeliklerdir. Fe işaretine ek olarak çekme dayanımının en düşük değerleri ile tanımlanırlar. Örneğin; çekme dayanımının en düşük değeri 37 kgf/mm² olan genel yapı çeliği Fe37 şeklinde gösterilir. Aynı çekme dayanımına sahip, bazik Siemens-Martin ocağında ergitilmiş ve sakin dökülmüş genel yapı çeliği ise MBS Fe37 şeklinde gösterilir. Çekme dayanımları en az 42, 60 ve 70 kgf/mm² olan çelikler sırasıyla; Fe42, Fe60 ve Fe70 şeklinde gösterilirler. 
 

Bunlar alaşımsız ve alaşımlı çelikler olup, ısıl işleme uygundurlar. 

Alaşımsız Çelikler 

C harfi ve ortalama yüzde karbon oranının 100 katı ile gösterilirler. Örneğin; bileşiminde %0,35 karbon bulunan alaşımsız ve sakinleştirilmiş oksijen konverter OS C 35 şeklinde gösterilir. Ortalama karbon oranı % 0,45 olan alaşımsız çelik C 45 şeklinde gösterilir. Karbon (C) işaretinden sonra gelen küçük harfler ise alaşımsız çeliğin türünü gösterir. Örneğin; ortalama karbon oranı %0,45 olan alaşımsız asal çelik Ck 45 şeklinde, %0,53 oranında karbon içeren ve yüzeyi sertleştirilebilen alaşımsız çelik ise Cr 53 şeklinde gösterilir. 

Alaşımlı Çelikler 

Alaşımh çelikler, az alaşımlı çelikler ve yüksek alaşımlı çelikler olmak üzere iki gruba ayrılır. 

Az Alaşımlı Çelikler 

Bu tip çeliklerin gösteriminde C işareti kullanılmaz. Ortalama yüzde karbon oranının 100 katı yazıldıktan sonra, oran sırasına göre alaşım elementlerinin simgeleri ve bu elementlerin aşağıdaki tabloda bulunan katsayılarla çarpılarak tam sayıya yuvarlatılmış ortalama yüzde oranla belirtilir. 
 

Yüksek Alaşımlı Çelikler 

Yüksek alaşımlı çeliklerin gösterimi için en başta X harfi kullanılır. Karbon oranı, az alaşımlı çeliklerde olduğu gibi yazılır ve alaşım elementlerinin her birinin gerçek yüzde oranı kendi simgesinden sonra belirtilir. İkinci derecede önemli olan alaşım elementlerinin oradan gösterilmeyebilir. Örneğin; bileşiminde %0,08 C, %18 Cr ve %8 Ni bulunan yüksek alaşımlı çelik X 8 Cr 18 Ni 8 şeklinde, bileşiminde %0,10C, %18Cr, %9Ni ve %2Ti bulunan yüksek alaşımlı çelik X10Cr18Ni9Ti2 şeklinde ve bileşiminde %0,10C, %22 Cr, %5Ni, %0,6 Mo ve %0,6 Cu bulunan yüksek alaşımlı çelik ise X10Cr22Ni5MoCu şeklinde gösterilir.