
Alaşımlı çelikleri günlük hayatımızda ve endüstriyel uygulamalarda bu kadar hayati kılan nedir? Alaşımlı çelikler, krom ve nikel gibi ilave elementlerle daha fazla mukavemet, tokluk ve aşınma ve korozyona karşı direnç sunar. Bu makale, farklı alaşımlı çelik türlerini, benzersiz özelliklerini ve otomotiv, inşaat ve imalat gibi çeşitli sektörlerdeki kritik rollerini incelemektedir. Daha fazla okuyarak, bu çok yönlü malzemelerin teknolojik gelişmelere nasıl katkıda bulunduğunu ve ürün dayanıklılığını ve performansını nasıl artırdığını keşfedeceksiniz. Alaşımlı çeliklerin büyüleyici dünyasını ve vazgeçilmez uygulamalarını anlamak için içeri dalın.
Alaşımlı çelikler esasen Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo, vb. gibi ilave alaşım elementleri ile geliştirilmiş karbon çelikleridir.
Bu elementler çeliğin mukavemet, tokluk, sertleşebilirlik ve kaynaklanabilirlik gibi çeşitli özelliklerini geliştirir. Alaşımlı çelikler genellikle alaşım elementlerinin içeriğine göre kategorize edilir.
Ayrıca, alaşımlı çelikler özellikle farklı endüstrilerde kullanılır ve bu nedenle genellikle uygulamalarına göre de sınıflandırılırlar.
Alaşım İçeriğine Göre Sınıflandırma
Kullanıma Göre Sınıflandırma
1) Düşük Alaşımlı Yüksek Mukavemetli Yapısal Çelik
Derecesi, akma noktasını temsil eden Çin Pinyin harfi (Q), akma sınır değeri ve kalite derecesi sembolü (A, B, C, D, E) sırasına göre düzenlenmiştir.
Örneğin, Q390A, düşük alaşımlı yüksek mukavemetli yapısal çeliği ifade eder. akma dayanımı σs = 390N/mm2, kalite sınıfı A.
2) Alaşımlı Yapısal Çelik
Derecesi "iki hane + element sembolü + hane" ile oluşturulur.
İlk iki hane ortalamanın on binde birini temsil eder karbon içeriği element sembolü, çeliğin içerdiği alaşım elementlerini gösterir ve element sembolünden sonraki sayı, o elementin kütle olarak ortalama içeriğinin yüzde birini temsil eder.
Eğer ortalama kütle fraksiyonu alaşım elementi 1,5%'den küçükse, sadece element değer olmadan işaretlenir. Ortalama kütle oranı ≥1.5%, ≥2.5%, ≥3.5%, vb. olduğunda, alaşım elementinden sonra 2, 3, 4, vb. sayıları uygun şekilde işaretlenir.
Örneğin, 40CrBurada ortalama karbon kütle oranı Wc=0.4% ve ortalama krom kütle oranı WCr <1.5%'dir. Eğer yüksek kaliteli çelik ise, kalitenin sonuna "A" eklenir, örneğin yüksek kaliteli alaşımlı yapısal çelik olan 38CrMoAlA çeliği gibi.
3) Rulmanlı Çelik
"G" harfi ("haddeleme" kelimesinin Çince Pinyin'inin ilk harfi) dereceden önce eklenir ve sonraki sayı kütle olarak krom içeriğinin binde birini gösterirken karbon içeriği belirtilmez.
Örneğin, GCr15 çeliği, ortalama krom WCr = 1.5% kütle oranına sahip rulman çeliğidir.
Kromda diğer alaşım elementleri mevcutsa rulman çeliğigenel alaşımlı yapı çeliği ile aynı şekilde ifade edilirler. Tüm rulmanlı yatak çelikleri yüksek dereceli kaliteli çeliklerdir, ancak kalite "A" ile bitmez.
4) Alaşımlı Takım Çeliği
Bu numaralandırma yöntemi çelik türü Wc < 1% olduğunda, kütle olarak karbon içeriğinin binde birini temsil etmek için tek bir rakam kullanılması dışında, alaşımlı yapısal çeliğe benzer. Karbon kütle oranı ≥1% olduğunda, belirtilmez.
Örneğin, Cr12MoV çeliğinde, karbonun ortalama kütle oranı Wc=1.45%~1.70%'dir, bu nedenle belirtilmemiştir; Cr'nin ortalama kütle oranı 12%'dir ve Mo ve V'nin kütle oranlarının her ikisi de 1.5%'den azdır.
Bununla birlikte, yüksek hızlı takım çelikleri istisnadır ve karbonun ortalama kütle oranı, miktarına bakılmaksızın belirtilmez. Hem alaşımlı takım çelikleri hem de yüksek hızlı takım çelikleri yüksek dereceli kaliteli çelikler olduğundan, derecelerinin sonuna "A" işareti koymaya gerek yoktur.
5) Paslanmaz Çelik ve Isıya Dayanıklı Çelik
Çelik sınıfının önündeki sayı, karbon kütle fraksiyonunun binde birini gösterir.
Örneğin, içinde 3Cr13 çelik, ortalama kütle oranı Wc=0.3% ve ortalama kütle oranı WCr=13%'dir. Karbon kütle oranı Wc≤0.03% ve Wc≤0.08% olduğunda, sırasıyla "00" ve "0" ön ekleri kullanılır, örneğin 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9 çelikleri vb.
Q345
Uygulamalar: Temel olarak köprüler, gemiler, araçlar, kazanlar, basınçlı kaplar, petrol ve gaz boru hatları, büyük çelik yapılar vb. yapımında kullanılır. Sıcak haddelenmiş hava soğutmalı durumda kullanılır, yapı ince taneli F + P'dir ve artık ısıl işlem görmez.
Kimyasal bileşim wt% | |||||
C | Mn | Si | V | Nb | Ti |
0.18~0.20 | 1.0~1.6 | 0.55 | 0.02~0.15 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 |
Bu Q345 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu eski çelik kalitelerini içerir.
Kalınlık mm | Mekanik özellikler | |||
σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
<16 | ≥ 345 | 470-630 | 21-22 | 34 |
16-35 | ≥ 325 | |||
35-50 | ≥ 295 |
Q420
Normalize edilmiş halde kullanıldığında yapı F+S'dir. Q345, 15MnVN, 14MnVTiRE eski çelik kalitelerini içerir.
Kimyasal bileşim wt% | |||||||
C | Mn | Si | V | Nb | Ti | Cr | Ni |
≤ 0.20 | 1.0~1.7 | 0.55 | 0.02~0.2 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 | ≤ 0.40 | ≤ 0.70 |
Kalınlık mm | Mekanik özellikler | |||
σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
<16 | ≥ 420 | 520-680 | 18-19 GB/T159 | 3491-1994 |
16-35 | ≥ 400 | |||
35-50 | ≥ 380 |
40Cr
Uygulamalar: Otomobiller, traktörler, takım tezgahları ve takım tezgahlarının dişlileri, ana şaftlar, otomobil motoru krank milleri, bağlantı çubukları, cıvatalar, emme valfleri gibi diğer makinelerde çeşitli önemli parçaların üretiminde kullanılır.
Ana kimyasal bileşim wt% | C | 0.37-0.44 |
Mn | 0.5-0.8 | |
Si | 0.17-0.37 | |
Cr | 0.81-1.1 | |
Mo | 0.07-0.12 | |
Isıl işlem görmüş boş boyut <25mm | Söndürme ℃ | 850 yağ |
Temperleme ℃ | 520 su yağı | |
Mekanik özellikler (≥) | σb MPa | 980 |
σs MPa | 785 | |
Isıl işlem görmüş boş boyut <25mm | 9 | |
ψ % | 45 | |
Akv J | 47 | |
Tavlanmış HB | 207 |
65Mn 60Mn2Si
65Mn 60Mn2Si çeliğinin uygulama örnekleri: araç tampon helezon yayları gibi ≤25mm kesitli yaylar.
Çelik sınıfı | 65Mn | 60Si2Mn | |
Ana bileşenler w% | C | 0.62-0.70 | 0.56-0.64 |
Mn | 0.90-1.20 | 0.60-0.90 | |
Si | 0.17-0.37 | 1.50-2.00 | |
Cr | ≤ 0.25 | ≤ 0.35 | |
Isıl işlem | Söndürme ℃ | 830 yağ | 870 yağ |
Temperleme | 540 | 480 | |
Mekanik özellikler | σs MPa | 800 | 1200 |
σb MPa | 1000 | 1300 | |
δ10 % | 8 | 5 | |
ψ % | 30 | 25 |
20Cr
Uygulamalar: Otomobillerde, traktörlerde, içten yanmalı motorlardaki eksantrik millerinde, piston pimlerinde ve diğer makine parçalarında dişliler üretebilir. Güçlü sürtünme aşınmasına, daha büyük alternatif yüklere, özellikle darbe yüklerine dayanabilir.
Ana kimyasal bileşim wt% | C | 0.17-0.24 |
Mn | 0.5-0.8 | |
Si | 0.20-0.40 | |
Cr | 0.7-1.0 | |
Isıl işlem ℃ | Karbon | 930 |
Hazırlık işlemleri | 880 su ve yağ | |
Söndürme | 780-820 su ve yağ | |
Temperleme | 200 | |
Mekanik özellikler (≥) | σb MPa | 835 |
σs MPa | 540 | |
δ5 % | 10 | |
ψ % | 4o | |
Akv J | 47 | |
Boş boyut mm | <15 |
20CrMnTi
Ana kimyasal bileşim wt% | C | 0.17-0.24 |
Mn | 0.8-1.10 | |
Si | 0.17-0.37 | |
Cr | 1.0-1.3 | |
Isıl işlem ℃ | Karbon | 930 |
Hazırlık işlemleri | 880 su ve yağ | |
Söndürme | 770 su ve yağ | |
Temperleme | 200 | |
Mekanik özellikler (≥) | σb MPa | 1080 |
σs MPa | 850 | |
δ5 % | 10 | |
ψ % | 45 | |
Akv J | 55 | |
Boş boyut mm | <15 |
GCr15:
Rulmanların yuvarlanma elemanlarını (bilyalar, makaralar, iğneler), iç ve dış bilezikleri vb. üretmek için kullanılır. Ayrıca hassas göstergeler, soğuk zımba kalıpları, takım tezgahı kurşun vidaları ve diğer aşınmaya dayanıklı parçalar yapmak için de kullanılabilir.
Ana kimyasal bileşim wt% | C | 0.95-1.05 |
Cr | 1.40~1.65 | |
Si | 0.15~0.35 | |
Mn | 0.25~0.45 | |
Isıl işlem spesifikasyon performansı | Söndürme ℃ | 820~ 840 |
Temperleme ℃ | 150~160 | |
Temperleme sonrası HRC | 62~66 | |
Ana amaç | Duvar kalınlığı <14 mm ve dış çapı 250 mm olan yüksükler. 25-200 mm çapında bir çelik bilye. Yaklaşık 25 mm çapında bir silindir. |
9SiCr, CrWMn
Çelik sınıfı | 9SiCr | CrWMn | ||
Kimyasal bileşim wt% | C | 0.85-0.95 | 0.9-1.05 | |
Mn | 0.3-0.6 | 0.8-1.1 | ||
Si | 1.2-1.6 | 0.15-0.35 | ||
Cr | 0.95-1.25 | 0.9-1.2 W1.2-1.5 | ||
Isıl işlem | Yağ söndürme | Söndürme sıcaklığı ℃ | ≥62 | |
Sertlik HRC | 180-200 | 140-160 | ||
Temperleme | Temperleme sıcaklığı ℃ | 60-62 | 62-65 | |
Sertlik HRC | Kalıp, kılavuz, matkap ucu, rayba, dişli freze, soğuk damgalama kalıbı, soğuk haddeleme silindiri | Kalıplar, broşlar, mastarlar, karmaşık ve yüksek hassasiyetli damgalama kalıpları, vb. |
W18Cr4V
C | Mn | Si | Cr | W | V | Yüksek hızlı kesici takımlar, planyalar, matkaplar, frezeler, vb. imalatı |
0.7~0.8 | 0.1~0.4 | 0.2~0.4 | 3.8~4.4 | 17.5-19.0 | 1.0~1.4 |
Cr12:
Çeşitli soğuk zımba kalıpları, soğuk başlık kalıpları, soğuk ekstrüzyon kalıpları ve tel çekme kalıpları vb. yapmak için kullanılır. Cr12 çeliğinden yapılmış büyük soğuk kalıplar için minimum ısıl işlem deformasyonu vardır, bu da onu ağır hizmet tipi ve karmaşık kalıpların üretimi için uygun hale getirir.
Kimyasal bileşim wt% | ||||
C | Si | Mn | Cr | V |
2.00-2.30 | ≤ 0.40 | ≤ 0.40 | 11.50-13.50 | 0.15~0.30 |
Tavlama | Yağ söndürme | Temperleme | ||
Sıcaklık ℃ | Sertlik HB | Sıcaklık ℃ | Sıcaklık ℃ | Sertlik HRC |
870-900 | 207-255 | 950-1000 | 200-450 | 58-64 |
Kullanım Örneği: Soğuk Damgalama Kalıbı, Çizim Kalıbı, Damgalama Kalıbı, Haddeleme Kalıbı
4Cr5MoSiV:
Yapısı temperlenmiş malzemeden oluşur martensit, granül karbürler ve az miktarda kalıntı östenit. Sıcak sertliği sağlamak için çoklu temperleme yapmak gerekir.
Kimyasal bileşim wt% | |||||
C | Si | Mn | Cr | Mo | V |
0.32-0.42 | 0.80-1.20 | 0.40 | 4.50-5.50 | 1.00-1.50 | 0.30-0.50 |
Tavlama | Yağ söndürme | Temperleme | ||
Sıcaklık ℃ | Sertlik HB | Sıcaklık ℃ | Sıcaklık ℃ | Sertlik HRC |
840-900 | 209-229 | 1000-1025 | 540-650 | 40-54 |
Kullanım örnekleri: sıcak dövme kalıbı, kalıp döküm kalıbı, sıcak ekstrüzyon kalıbı, hassas dövme kalıbı
Ölçüm aleti | Çelik sınıfı |
Düz şablon veya karton | 10. 20 veya 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn |
Genel göstergeler ve blok göstergeleri | T10A, T12A, 9SiCr |
Yüksek hassasiyetli göstergeler ve blok göstergeler | Cr (kesici alet çelik), CrMn, GCr15 |
Yüksek hassasiyetli ve karmaşık şekilli göstergeler ve blok göstergeler | CrWMn (düşük deformasyonlu çelik) |
Korozyona dayanıklı ölçüm aleti | 4Cr13,9Cr18 (paslanmaz çelik) |
Paslanmaz çelik, atmosferde ve genel ortamda yüksek korozyon direncine sahip çelik türlerini ifade eder.
Çelik Sınıfı | Kimyasal bileşim wt% | σb | σ0.2 | δ5 | ψ | Ak | Sertlik | |
C | Cr | MPa | MPa | % | % | J | ||
1Cr13 M Tipi | ≤0.15 | 11.5-13.5 | ≥540 | ≥345 | ≥25 | ≥55 | ≥78 | ≥159 HB |
Isıl işlem: 9501000 ℃ yağ veya su söndürme, 700750 ℃ hızlı soğutma ve temperleme; Amaç: Zayıf korozif ortamlara dayanıklı ve buhar türbini kanatları, su basınç makinesi vanaları, yapısal çerçeveler, cıvatalar, somunlar vb. gibi darbe yüklerine dayanabilen parçalar üretmek | ||||||||
9Cr18 M Tipi | 0.9-1.0 | 17-19 | ≥55 HRC | |||||
Isıl işlem: 1000-1050 ℃ yağ söndürme, 200-300 ℃ yağ, hava soğutma ve temperleme; Kullanım: paslanmaz dilimleme mekanik kesme aleti, kesici alet, cerrahi bıçak, yüksek aşınmaya dayanıklı ve korozyona dayanıklı parça | ||||||||
1Cr17 F Tipi | ≤0.12 | 16-18 | ≥450 | ≥205 | ≥22 | ≥50 | ≥183 HB | |
Isıl işlem 780 ° C ~ 850 ° C hava soğutma. Amaç: Absorpsiyon kuleleri, ısı eşanjörleri, asit tankları, taşıma boru hatları ve gıda fabrikası ekipmanları gibi nitrik asit fabrikası ekipmanları üretmek |
Martensitik Paslanmaz Çelik:
1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, vb. Hepsi oksidatif ortamda yeterli korozyon direncine sahiptir. Düşük karbonlu 1Cr13 ve 2Cr13 çelikleri daha iyi korozyon direncine ve iyi mekanik özelliklere sahiptir. Karbon içeriği arttıkça, 3Cr13 ve 4Cr13 çeliğin mukavemeti ve aşınma direnci artar, ancak korozyon direnci azalır.
Ferritik Paslanmaz Çelik:
1Cr17, 1Cr17Ti, vb. Bu çelik türü 17%~30% krom kütle oranına ve 0.15%'den daha düşük karbon kütle oranına sahiptir. Tek fazlı ferrit bir yapıya ve Cr13 çeliğinden daha iyi korozyon direncine sahiptir.
Östenitik Paslanmaz Çelik:
Cr18Ni9 tipi (18-8 tipi paslanmaz çelik olarak da bilinir) en yaygın kullanılan paslanmaz çeliklerden biridir. Bu tip östenitik paslanmaz çelik düşük karbon içeriğine (yaklaşık 0,1%) ve mükemmel korozyon direncine sahiptir. Çelik genellikle korozyonu önlemek için Ti (Titanyum) veya Nb (Niyobyum) ilaveleri içerir. taneler arası korozyon.
Bu çelik sınıfı daha düşük güç ve sertlikve manyetik değildir. Bununla birlikte, Cr13 tipi paslanmaz çeliğe kıyasla üstün plastisite, tokluk ve korozyon direnci sunar. Bir çözelti işlemi, bu östenitik paslanmaz çeliğin korozyon direncini daha da artırabilir.