Modern inşaat endüstrisinin temel direği olan çelik, gereksinimleri karşılamak için farklı formlarda gelir. Karbon çeliği ve yumuşak çelik, sektörde farklı özelliklere ve uygulamalara sahip en yaygın çelik türleridir.
Karbon çeliğinin birincil bileşeni karbondur ve birkaç farklı bileşeni vardır. Öte yandan yumuşak çelik, karbon çeliği türlerinden biridir ancak daha az karbon içeriğine sahiptir. Yumuşak ve Karbon çeliğini derinlemesine keşfetmek ve öğrenmek için çelik dünyasına girmeye hazır olun.
Yumuşak Çelik Nedir?
Düşük karbonlu bir çelik olduğundan dövülebilir ve genellikle yapısal ve inşaat uygulamaları için kullanılır.
- Karbon bileşimi: Yüzde 04 ila yüzde 0,3.
- Yumuşak çelik sünektir.
Orta Karbonlu Çelik Nedir?
Orta karbonlu bir çelik olduğundan, genellikle akslarda, dişlilerde ve raylarda kullanılır.
- Yaklaşık yüzde 0,3 ila yüzde 0,6 arasında orta miktarda karbon içerir.
- Orta karbonlu çelik, mukavemet ve süneklik arasında bir dengeyi ifade eder.
Yüksek Karbonlu Çelik Nedir?
Önceki iki türden daha fazla karbon içerir, içinde 0,6% ila 1,5% karbon bulunur. Yüksek karbonlu çelik serttir ve kesici takımlar ve yaylar için uygundur.
Hafif vs. orta vs. yüksek karbonlu çelik
Güç
Yumuşak çelik, yüksek karbonlu çelik kadar güçlü değildir ancak farklı uygulamalar için iyi bir mukavemet sağlar. Yüksek mukavemetin gerekli olmadığı, ancak mukavemet ile şekillendirilebilirlik gibi özellikler arasında bir denge kurulması gereken yerlerde kullanılır. Yüksek karbonlu çelik, yumuşak çeliğe kıyasla yüksek mukavemet gösterebilir ve bu da onu gelişmiş mekanik özellikler için uygun hale getirir.
Dayanıklılık
Yumuşak çelik dayanıklıdır ve hasara karşı dirençlidir ancak daha yüksek karbonlu çeliğe göre korozyona daha dayanıklıdır. Bir yüzeyin kaplanması veya galvanizlenmesi dayanıklılığını artırabilir. Alaşım elementleri eklenmiş daha yüksek karbonlu çelik daha iyi dayanıklılık, aşınma direnci ve sertlik sağlayabilir. Bununla birlikte, spesifik bileşime bağlı olarak, bazıları korozyona daha yatkın olabilir.
Çok Yönlülük
Satın alınabilirlik birincil kaygıysa, yumuşak çelik çeşitli uygulamalar için düşünülebilir. İmalat kolaylığı ve inşaat ve otomobil gibi birçok sektördeki uygulamaları çok yönlülüğünü kanıtlamaktadır.
Yüksek karbonlu çelik malzeme, sertliği ve kırılganlığı nedeniyle daha az çok yönlüdür. Bununla birlikte, kesici takımlar ve yüksek mukavemetli bileşenler gibi özel uygulamalarda hala çok yönlüdür.
Karbon çeliği yumuşak çelikten daha mı serttir?
Yumuşak çelik ile karbon çeliğinin sertliğini analiz ederken, çelikteki karbon içeriğini ve potansiyel alaşım elementlerini hesaba katmak gerekir.
Karbon çeliği, daha yüksek karbon içeriğinden dolayı yumuşak çeliğe göre daha fazla sertlik gösterir.
Buna karşılık, yumuşak çelik daha düşük karbon oranına sahiptir ve bu da daha yumuşak bir yapıya neden olur. Uygulamaları göz önüne alındığında, yumuşak çelik sertliğin amaç olmadığı yerlerde kullanılır. Bunun aksine, karbon çeliğindeki artan karbon içeriği, sertliğin gerekli olduğu yerlerde onu gerekli kılar.
Karbon çeliği ile alaşımlı çeliğin karşılaştırılması: her ikisi de güçlüdür, ancak alaşımlı çelik, eklenen elementlerle daha fazla korozyon direnci sunar.
Karbon Çelik Korozyona Karşı Ne Kadar Dayanıklıdır?
Herhangi bir karbon çeliğinin korozyon direnci, performansını etkileyebilecek kritik bir husustur.
Yumuşak çelik, özellikle nemde korozyona karşı hassastır. Zorlu ortamlara maruz kaldığında kolayca paslanabilir.
Düşük karbon içeriği, yüzeyde pas (demir oksit) oluşturarak oksidasyona yatkın hale getirir. Kaplama, boyama ve galvanizleme gibi önleyici tedbirler korozyon direncini artırabilir.
Karbon çeliğinin korozyon direnci alaşım elementleri ve ısıl işlem gibi faktörlere bağlı olarak değişebilir. Genel olarak, artan karbon içeriği korozyonu önler.
Krom gibi alaşım elementleri korozyona karşı direnci önemli ölçüde artırabilir. Paslanmaz çelik, korozyona karşı mükemmel direnç sağlayan krom içerir.
Karbon Çelik ve Yumuşak Çelik Üretim Süreci
Üretim süreci, gerekli çelik türüne ve nihai ürüne bağlı olarak biraz değişiklik gösterir. Üç ana adımdan oluşur:
Birincil Süreç
Çelik, geri dönüştürülmüş malzemelerden üretilebilir veya Bazik Oksijen Fırını aracılığıyla yeni çelikle birleştirilebilir.
Oksijen, çelik üretim sürecinde önemli bir rol oynar. Hammadde olarak kullanılan demir cevheri ve kok kömürü bir dönüşümden geçer. Erimiş çelik daha sonra kalıplara dökülür. Slablar ve külçeler bu şekilde oluşturulur. Sonuç olarak, nihai ürün yüksek karbon içeriğine (yüzde 0,5) sahiptir.
İkincil Süreç
Pazar ihtiyaçlarını karşılayan karbon içeriğine sahip çelik yaratmaktır. Burada istenen çeliğe (yüksek, düşük veya orta karbon içeriğine sahip) bağlı olarak gerekli tüm değişiklikler gerçekleşir.
Elektrik Ark Ocağı (EAF)
Burada çelik bileşimi, seçici bileşen ekleme veya çıkarma yoluyla ya da alternatif olarak sıcaklığın ayarlanmasıyla modifikasyona uğrar.
- Karıştırma
Bu teknik, potada türbülanslı akımları tetiklemek için elektromanyetik alanlar kullanır ve metalik olmayan malzemeleri etkili bir şekilde ayırır. Amaç, çelikte homojen ve iyi harmanlanmış bir bileşim elde etmektir.
- Pota Fırını
İkincil bir elektrot fırınının kullanılması, hassas sıcaklık kontrolü ve alaşım bileşenlerinin doğru şekilde eklenmesini sağlar.
- Kepçe Enjeksiyonu
Karıştırma olayını başlatmak için, erimiş çeliğin tabanından inert gaz verilir, ısınır ve sıvı metal boyunca yükselir.
- Gaz Giderme
Hidrojen, oksijen ve nitrojeni uzaklaştırırken üründeki sülfür içeriğinin azaltılması. Vakum teknolojisi, inert gazların enjeksiyonu ve hassas sıcaklık kontrol tekniklerinin bir kombinasyonu, gaz giderme işleminde sıvı çelikten gazları çıkarmak için kullanılır.
- Kompozisyonun ayarlanması
Oksijen üflemeli kapalı bir çelik banyoda argon gazı enjeksiyonu yoluyla Karıştırma elde edilmesi.
Çelik deoksidasyonu
Oksijenin kontrollü bir şekilde uzaklaştırılması, nihai ürünün özelliklerini değiştirmek için çok önemli olabilir.
- Rimming Çelikleri
Oksitlenmemiş veya kısmen oksitlenmiş çelik
- Kapaklı çelikler
Küf kapakları karbon monoksit üretimini önler
- Yarı öldürülmüş çelikler
0,15- 0,3% karbon, Kısmen deoksidize
- Öldürülmüş çelikler
0,15-0,3%'ye kadar karbon ile tamamen deoksidize
Döküm
Dökümde sıvı çelik, vagonlar üzerine yerleştirilmiş ayrı kalıplara dökülür. Betonlaşmadan sonra külçelerin çıkarılmasını kolaylaştırmak için külçe kalıpları konikleştirilir. Döküm makineleri sıvı çeliğin sonraki işlemler için uygun şekillere dökülmesine yardımcı olur. Külçeler sıcak haddeleme için yeniden ısıtılmak üzere taşınır ve döküm makinesinde çelik slablara, kütüklere ve blumlara dönüştürülür.
Son İşlem Süreçleri
Son işlem süreci nihai ürünün görünümünü ve performansını etkileyebilir.
Yuvarlanma
- Ürün Yuvarlama
Katı döküm külçeleri kullanılabilir bir forma dönüştürmek için, dönen bir silindirin çelikten daha hızlı hareket ederek onu ileri doğru ittiği ve sıkıştırdığı haddeleme işlemine tabi tutulurlar.
- Sıcak Şekillendirme
Çelik, tutarlı tane boyutu ve homojen karbon dağılımı elde etmek için yeniden kristalleşme sıcaklığının ötesinde ısıtmaya tabi tutulur.
- Soğuk Şekillendirme
Yeniden kristalleşme sıcaklığından daha düşük bir sıcaklıkta gerçekleştirilen gerinim sertleştirmesi, 20%'ye göre mukavemeti artırır.
Isıl İşlem
Isıl işlem, mekanik özellikleri değiştirmek amacıyla karbon dağılımını değiştirmek için kullanılır.
- Normalleştirme
Mukavemetini ve sertliğini artırmak için çelik, 55°C'nin üzerinde ve üst kritik noktanın ötesinde ısıtmayı içeren bir ısıl işlem sürecinden geçer. Çelik daha sonra eşit şekilde ısıtılır ve ardından hava ile soğutulur.
- Tavlama
Isıl işlemde çelik otuz dakika boyunca katı çözelti sıcaklığına maruz bırakılır ve ardından kademeli bir soğutma aşamasından geçirilir. Bu işlem, hem esnek hem de sünek niteliklere sahip bir çelik çeşidinin gelişmesine yol açar.
- Söndürme
Çeliğin su, tuzlu su veya yağda hızlı bir şekilde soğutulmasını içerir ve kırılmaya eğilimli sert ancak kırılgan bir malzeme ortaya çıkarır.
Yüzey İşlemleri
Küresel çelik üretiminin yaklaşık 33%'si korozyona karşı önleyici olarak yüzey kaplaması içermektedir.
- Sıcak daldırma galvanizleme
Bu yöntemde çelik, ısıtılmış bir çinko banyosuna daldırılarak bir çinko tabakasının uygulanmasıyla sonuçlanan bir işleme tabi tutulur. Kaplamanın bütünlüğünü artırmak ve kırılmayı önlemek için çinko çözeltisine alüminyum katılır.
- Elektrolitik galvanizleme
Çinko tabakasının elektroliz yoluyla çelik üzerine biriktirilmesi daha hassas ve kontrollü bir kalınlık sağlar.
Aşağı akış İkincil işleme
Alt kuruluşlar, ham çelik malzemeleri üretim sürekliliği içinde rafine ederek nihai ürünlere dönüştürür. Genel olarak, işleme ve birleştirme ile makine aletleri ve kaynak ile yüzey metalinin çıkarılmasını içerir.
Karbon Çelik Maliyeti
Yumuşak çelik, genellikle belirli yüksek karbonlu çeliklerden daha uygun fiyatlı olan düşük karbonlu bir varyanttır. Hammadde maliyeti genel üretim maliyetini etkiler.
Üretim süreci seçilir ve farklı karbon dereceleri, işleme ve imalat oluşturmak için alaşım elementleri kullanılır. Her adım toplam karbon çeliği maliyetini etkiler ve artırabilir.
Yumuşak çelik genellikle daha yumuşak ve daha kolay işlenebilir hale getirilir ve karbon çeliğine kıyasla işleme maliyetlerini potansiyel olarak azaltır.
Karbon çeliği ve alaşımlı çelik arasındaki seçim, uygulamanın ihtiyaçlarına bağlıdır ve alaşımlı çelik özel çözümler sunar.
Hafif Çelik ve Karbon Çelik Uygulamaları
Karbon çeliği ve çelik, farklı endüstrilerde çeşitli uygulamalara sahiptir. Kirişler, kolonlar ve takviye çubukları gibi yumuşak çelikler inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygun fiyatlı olması ve imalat kolaylığı onu tercih edilir kılmaktadır.
Yumuşak çelik, şekillendirilebilirliği nedeniyle otomobil endüstrisinde gövde panelleri, şasi ve yapısal elemanlar olarak kullanılır. Düşük karbonlu çelik boru ve tüpler dayanıklıdır ve yapısal bileşenler için kullanılır.
Karbon çeliği sertliği nedeniyle kesici aletlerde, matkaplarda ve bıçaklarda kullanılır. Demiryollarında, karbon çeliği rayların ve bileşenlerin yapımında kullanılır. Karbon çelik borular, petrol ve gaz endüstrisinde akışkanları yoğun bir şekilde taşır.
Karbon Çelik ve Yumuşak Çelik Hakkında SSS
S1: Yumuşak çelik ve Karbon Çelik arasındaki temel farklar nelerdir?
Karbon çeliği, farklı seviyelerde sertlik ve mukavemet sağlayan geniş bir karbon içeriği yelpazesine sahipken, Yumuşak çelik daha düşük karbon içeriğine sahiptir, daha yumuşak ve daha dövülebilir hale gelir.
S2: Karbon miktarı çeliğin özelliklerini nasıl etkiler?
Yüksek karbon içeriği, çelikte sertlik ve mukavemetin artmasına neden olarak mekanik özellikler açısından daha iyi bir seçenek haline getirir.
S3: Yumuşak çelik neden daha yüksek karbonlu çelikten daha çok yönlüdür?
Yumuşak çeliğin çok yönlülüğü, uygun fiyatından ve farklı uygulamalar için uygunluğundan gelir.
S4: Yumuşak çeliğin dayanıklılığı nasıl artırılabilir?
Kaplama ve galvanizleme yumuşak çeliğin ömrünü uzatabilir.
S5: Hangi endüstriler orta karbonlu çelik kullanır?
Yumuşak çelik, mukavemet ve süneklik sağlamak için akslarda, dişlilerde ve raylarda kullanılır.