Karbon Çelik ve Alaşımlı Çelik
Karbon Çelik
(1) Karbon Çeliğinin Sınıflandırılması
1) Karbon çeliği, uygulamasına göre iki ana türe ayrılabilir: karbon yapı çeliği ve karbon takım çeliği.
Karbon yapısal çelik, çeşitli mühendislik yapılarının ve makine parçalarının üretiminde kullanılır. Mühendislik yapıları için kullanılan karbon çeliği tipik olarak mükemmel kaynaklanabilirliğe sahip olan ve genellikle ısıl işlem görmeyen, sıcak haddelenmiş halde kullanılan düşük karbonlu çeliktir.
Makine parçaları için karbon çeliği genellikle ağırlıkça 0,6%'den daha az karbon içerir ve kullanımdan önce ısıl işlem gerektiren iyi mekanik özelliklere sahiptir.
Karbon takım çeliği çeşitli kesici takımların, ölçüm aletlerinin ve kalıpların yapımında kullanılır. Daha yüksek karbon içeriğine sahiptir ve uygun ısıl işlemden sonra yüksek mukavemet, sertlik ve aşınma direnci sergiler.
2) Karbon içeriğine bağlı olarak, karbon çeliği üç kategoriye ayrılabilir:
- Düşük karbonlu çelik: C<0.25%;
- Orta karbonlu çelik: C=0.25% ila 0.60%;
- Yüksek karbonlu çelik: C>0.60%.
3) Kükürt (S) ve fosforun (P) farklı kalite yüzdelerine göre, karbon çeliği dört sınıfa ayrılabilir:
- Sıradan çelik: S≤0.050%, P≤0.045%;
- Kaliteli çelik: S≤0.035%, P≤0.035%;
- Yüksek kalite çelik: S≤0.020%, P≤0.030%;
- Üstün kaliteli çelik: S≤0.015%, P≤0.025%.
4) Eritme yöntemine göre sınıflandırma.
Eritme için kullanılan fırın türüne göre, karbon çeliği açık ocak çeliği, konvertör çeliği ve elektrikli fırın çeliği olarak ayrılabilir. Eritme sırasındaki deoksidasyon sürecine bağlı olarak, karbon çeliği ayrıca öldürülmüş çelik, yarı öldürülmüş çelik, kenarlı çelik ve özel öldürülmüş çelik olarak kategorize edilebilir.
Karbon Çelik Kaliteleri, Özellikleri ve Uygulamaları
1) Genel Karbon Yapısal Çelik. Karbon yapı çeliği olarak da bilinen bu çeliğin kalitesi, akma dayanımını temsil eden harf (Q), akma dayanımının sayısal değeri, kalite derecesi sembolleri ve deoksidasyon yöntemi sembollerinden oluşur, bu sırayla Q235AF gibi. Genel karbon yapı çeliğinin sınıfları, kimyasal bileşimleri, mekanik özellikleri ve uygulamalarına ilişkin örnekler Tablo 1-5'te bulunabilir.
2) Kaliteli Karbon Yapısal Çelik. Kaliteli karbon yapı çeliğinin derecesi, çelikteki ortalama karbon içeriğini on binde bir yüzde olarak temsil eden iki rakamla gösterilir.
Örneğin, çelik 45, ortalama karbon içeriği 0,45% olan kaliteli bir karbon yapı çeliğini gösterir. Kaliteli karbon yapı çeliğinin kaliteleri, kimyasal bileşimleri, mekanik özellikleri ve uygulamalarına ilişkin örnekler Tablo 1-6'da bulunabilir.
Tablo 1-5: Genel Karbon Yapısal Çelik için Sınıflar, Kimyasal Bileşim, Mekanik Özellikler ve Uygulama Örnekleri
Sınıf | Seviye | Kimyasal bileşim (%) daha büyük değil | Deoksidasyon Yöntem | Mekanik özellikler | Kullanım örneği | ||||||
Wc | WMn | Wsi | Ws | Wp | σs/MPa | σb/MPa | δ5 (%) | ||||
Q195 | -- | 0.12 | 0.5 | 0.3 | 0.040 | 0.035 | F, Z | 195 | 315~430 | 33 | Küçük yükler taşıyan yapısal bileşenler (perçinler, pullar, ankraj cıvataları, çatal pimler, bağlantı çubukları, dişli inşaat demirleri vb. |
Q215 | A | 0.15 | 1.2 | 0.35 | 0.050 | 0.045 | F, Z | 215 | 335~450 | 31 | |
B | 0.045 | ||||||||||
Q235 | A | 0.22 | 1.4 | 0.35 | 0.050 | 0.045 | F, Z | 235 | 370~500 | 26 | İnce plakalar, profiller, cıvatalar, somunlar, perçinler, bağlantı çubukları, dişliler, şaftlar, bağlantı çubukları vb. Q235C, Q235D önemli kaynaklı yapısal bileşenler olarak kullanılabilir |
B | 0.20 | 0.045 | |||||||||
C | 0.17 | 0.040 | 0.040 | Z | |||||||
D | 0.035 | 0.035 | TZ | ||||||||
Q275 | A | 0.24 | 1.5 | 0.35 | 0.050 | 0.045 | F, Z | 275 | 410~540 | 22 | Anahtarlar, zincirler, bağlantı çubukları, dönen şaftlar gibi orta yük taşıyan parçalar, Dişlilercıvatalar ve dişli inşaat demirleri vb. |
B | 0.21 | 0.045 | Z | ||||||||
C | 0.2 | 0.040 | 0.040 | Z | |||||||
D | 0.035 | 0.035 | TZ |
Not:
1. Tablodaki semboller: A, B, C, D kalite sınıflarını; F kaynar çeliği; Z öldürülmüş çeliği; TZ özel öldürülmüş çeliği temsil eder.
2. δ₅, çekme numunesinin mastar uzunluğunun çapının beş katı olduğunu gösterir, yani L 0 =5d0 .
Tablo 1-6: Yüksek Kaliteli Karbon Yapısal Çelik Kaliteleri, Kimyasal Bileşimi, Mekanik Özellikleri ve Uygulama Örnekleri
Sınıf | Kimyasal bileşim (%) | Mekanik özellikler (en az) | Kullanım örneği | |||||||
Wc | WSi | WMn | σb/MPa | σs/MPa | δ(%) | ψ(%) | HBW (Sıcak haddelenmiş) | dK (J/m²) | ||
08 10 | 0.05~0.11 0.07~0.13 | 0.17~0.37 0.17~0.37 | 0.35~0.65 0.35~0.65 | 325 335 | 195 205 | 33 31 | 60 55 | 131 137 | Çeşitli şekillerde damgalama, bağlantı çubukları, contalar, vb. | |
20 | 0.17~0.23 | 0.17~0.37 | 0.35~0.65 | 410 | 245 | 25 | 55 | 156 | Bağlantı çubukları, kaldırma halkaları, kancalar, vb. | |
35 | 0.32~0.39 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | 530 | 315 | 20 | 45 | 197 | Şaftlar, cıvatalar, somunlar, vb. | |
40 45 | 0.39~0.44 0.42~0.50 | 0.17~0.37 0.17~0.37 | 0.50~0.80 0.50~0.80 | 570 600 | 335 355 | 19 16 | 45 40 | 217 229 | 6×105 5×105 | Dişliler, krank milleri, bağlantı çubukları, kaplinler, şaftlar, vb. |
60 65 | 0.57~0.65 0.62~0.70 | 0.17~0.37 0.17~0.37 | 0.50~0.80 0.50~0.80 | 675 710 | 400 420 | 12 10 | 35 30 | 255 255 | Yaylar, yaylı rondelalar, vb. |
3) Karbon Takım Çelikleri.
Karbonlu takım çeliklerinin kaliteleri T harfi ve ardından bir sayı ile gösterilir. T harfi karbonlu takım çeliği anlamına gelirken, sayı çelikteki ortalama karbon içeriğini binde bir olarak ifade eder.
Örneğin, T10 ortalama karbon içeriği 1.0% olan bir karbon takım çeliğini temsil eder. Yüksek dereceli premium karbon takım çelikleri, T10A gibi kalite numarasından sonra bir "A" ile belirtilir. Karbon takım çeliklerinin kaliteleri, kimyasal bileşimleri, mekanik özellikleri ve uygulamaları hakkında ayrıntılı bilgi için Tablo 1-7'ye bakın.
Tablo 1-7: Karbon Takım Çeliklerinin Kaliteleri, Kimyasal Bileşimi, Mekanik Özellikleri ve Uygulamaları
Sınıf | Kimyasal Bileşim (%) | Isıl İşlem Isıtma Sıcaklığı/°C | Sertlik HRC | Örnek Kullanımlar | |||||
Wc | WSi | WMn | WS | WP | Söndürme | Temperleme | |||
T7 | 0.65~0.74 | ≤0.40 | 800~820 (Su Söndürme) | 180~200 | 60~62 | Çekiç başları, testereler, matkap uçları, keskiler, vb. | |||
T8 | 0.75~0.84 | ≤0.40 | 780~800 (Su Söndürme) | 180~200 | 60~62 | Zımbalar, ahşap işleme aletleri, vb. | |||
T10 T10A | 0.95~1.04 | ≤0.35 | ≤0.40 | <0.03 | <0.035 | 760~780 (Su Söndürme) | 180~200 | 60~62 | Musluklar, kalıplar, testere bıçakları, planya bıçakları, küçük zımbalar, vb. |
T13 T13A | 1.25~1.35 | ≤0.40 | 760~780 (Su ile söndürülmüş) | 180~200 | 60~62 | Eğeler, ölçüm aletleri, kazıyıcılar, vb. |
Alaşımlı Çelik
Karbon çeliğinin gelişmiş bir formu olan alaşımlı çelik, belirli alaşım elementlerinin eklenmesiyle geliştirilir, böylece faydası ve işlenebilirliği artar.
Yaygın olarak eklenen alaşım elementleri arasında manganez, silikon, krom, nikel, molibden, tungsten, vanadyum, titanyum, bor ve nadir toprak elementleri bulunur. Bu elementler çeliğin genel mekanik özelliklerini, sertleşebilirliğini, termal stabilitesini ve korozyon direncini geliştirebilir.
(1) Alaşım elementlerinin çelikteki rolü
1) Katı çözelti güçlendirmesi: Çoğu alaşım elementi ferrit içinde değişen derecelerde çözünebilir, böylece çeliğin mukavemetini ve sertliğini artırırken plastikliğini ve tokluğunu azaltır.
Mn, Cr ve Ni gibi bazı alaşım elementleri uygun oranlarda kullanıldığında sadece ferriti güçlendirmekle kalmaz, aynı zamanda çeliğin tokluğunu da artırarak mükemmel genel mekanik özellikler sağlar.
2) İkincil faz güçlendirme: Alaşım elementinin karbonla olan afinitesi demirin karbonla olan afinitesinden daha büyük olduğunda, sadece ferrit içinde çözünmekle kalmaz, aynı zamanda alaşım karbürleri ve karbürler de oluşturabilir. Bu bileşenlerin hepsi yüksek mukavemet ve kararlılığa sahiptir, böylece çeliğin mukavemetini, sertliğini ve aşınma direncini arttırır.
3) Tane inceltme güçlendirmesi: Güçlü karbürler oluşturan V, Ti, Nb, Zr gibi elementler ve güçlü nitrürler oluşturan Al, kararlı karbür ve nitrür parçacıkları oluşturabilir. Bu parçacıklar östenit tanelerinin büyümesini engeller ve ferrit tanelerini rafine eder. İnce taneli çelik, özellikle çeliğin tokluğunu önemli ölçüde artıran üstün mekanik özelliklere sahiptir.
4) Çeliğin sertleşebilirliğini arttırmak: Co hariç, östenit içinde çözünen tüm alaşım elementleri aşırı soğutulmuş östenitin kararlılığını artırabilir, izotermal dönüşüm eğrisini sağa kaydırabilir ve çeliğin kritik soğuma hızını azaltabilir.
Bu nedenle, aynı su verme ortamında soğutulduğunda daha büyük bir sertleştirilmiş katman derinliği elde edilebilir veya aynı sertleştirilmiş katman derinliği istendiğinde, iş parçasındaki su verme gerilimini azaltmak, deformasyonu ve çatlamayı en aza indirmek için daha düşük soğutma kapasitesine sahip bir su verme ortamı kullanılabilir.
5) Çeliğin temper direncini arttırmak: Alaşım elementleri çeliğin temperleme sürecini önemli ölçüde etkiler.
Genel olarak, alaşım elementleri martensiti temperleme sırasında ayrışmaya daha az eğilimli hale getirir, karbür büyümesini engeller ve bu dönüşümlerin gerçekleştiği sıcaklığı artırır. Bu azalmayı yavaşlatır çelik sertliği temperleme sıcaklığı arttıkça temper direnci de artar.
6) Çeliğe belirli özel özellikler kazandırmak: Çeliğe belirli miktarda belirli alaşım elementleri eklendiğinde, çeliğin yapısı ve özellikleri benzersiz değişikliklere uğrar ve paslanmaz çelik, ısıya dayanıklı çelik ve aşınmaya dayanıklı çelik gibi özel özelliklere sahip alaşımlı çelik elde edilir.
(2) Alaşımlı Çelik Türleri
Alaşımlı çelik, kullanımına göre yapısal alaşımlı çelik, takım alaşımlı çelik ve özel performans çeliği olarak kategorize edilebilir. Alaşım elementlerinin içeriğine bağlı olarak, alaşımlı çelik düşük alaşımlı çelik (wM<5%), orta alaşımlı çelik (wM=5%~10%) ve yüksek alaşımlı çelik (wM>10%).
(3) Yapısal Alaşımlı Çeliklerin Tanımları, Mekanik Özellikleri ve Uygulamaları
Yapısal alaşımlı çelik, mühendislik yapıları ve makine imalatı için kullanılan çeliği içerir. Yapısal alaşımlı çeliğin tanımları genellikle ortalama karbon kütle oranı (on binde bir olarak ifade edilir) + alaşım elementinin sembolü + alaşım elementinin kütle oranından (yüzde olarak ifade edilir) oluşur, ancak istisnalar da vardır.
Yaygın olarak kullanılan yapısal alaşımlı çelik tanımlamalarının örnekleri, mekanik özellikleri ve uygulamaları Tablo 1-8'de görülebilir.
Tablo 1-8: Yaygın Olarak Kullanılan Yapısal Alaşımlı Çeliklerin Tanımlarına, Mekanik Özelliklerine ve Uygulamalarına Örnekler
Çelik Kategorisi | Sınıf | Isıl İşlem Sıcaklığı/°C | Mekanik Özellikler | Kullanım Örneği | |||
Söndürme | Temperleme | σb/MPa | σs/MPa | δ5(%) | |||
Düşük Alaşımlı Yüksek Mukavemetli Yapısal Çelik | Q345 Q390 | - | - | 510~660 530~680 | 345 390 | 22 20 | Köprüler, Gemiler, Basınçlı Kaplar, vb. |
Alaşımlı Karbürleme Çeliği | 20Cr 20CrMnTi | 880 (Su, Yağ) 860 (Yağ) | 200 200 | 834 1079 | 539 834 | 10 10 | Dişliler, Piston Pimleri, Otomobil (Traktör) Şanzıman Dişlileri, vb. |
Alaşımlı Söndürülmüş ve Temperlenmiş Çelik | 40Cr 35CrMo | 850 (Yağ) 850 (Yağ) | 500 550 | 1000 1000 | 800 850 | 9 12 | Takım Tezgahı Milleri, Krank Milleri, Biyel Kolları, Dişliler, vb. |
Alaşımlı Yay Çeliği | 60Si2Mn 50CrVA | 850 (Yağ) 850 (Yağ) | 480 500 | 981 1274 | 785 1127 | 5(δ10) 10(δ10) | Otomobillerde (Traktörlerde) Yaprak Yaylar, Bobin Yayları, vb. |
1) Düşük Alaşımlı Yüksek Mukavemetli Yapısal Çelik. Bu çelik türü, az miktarda alaşım elementi (wM <5%) eklenerek düşük karbonlu çelikten elde edilir. Genellikle mühendislik yapılarında kullanılır, nispeten düşük mukavemete sahiptir, ancak mükemmel plastisite, tokluk ve kaynaklanabilirliğe sahiptir. Uygun fiyatlı ve tipik olarak sıcak haddelenmiş durumda kullanılır, mukavemetini artırmak için gerektiğinde normalleştirme işlemine tabi tutulur.
Düşük alaşımlı yüksek mukavemetli yapısal çelik öncelikle köprüler, gemiler, kazanlar, yüksek basınçlı kaplar, petrol boru hatları ve büyük çelik yapıların imalatında kullanılır.
2) Alaşımlı Karbürlenmiş Çelik. Alaşımlı karbürlenmiş çelik, karbürleme işleminden sonra kullanılan alaşımlı çeliği ifade eder. Bu çelik türü, iş parçasının çekirdeğinin yüksek mukavemet ve tokluğa sahip olmasını sağlamak için daha düşük bir karbon kütle fraksiyonuna (0.15% ~ 0.25%) sahipken, karbürleme ve düşük sıcaklıkta temperlemeden sonra yüzey yüksek sertlik (58 ~ 64HRC) ve aşınma direnci sergiler.
Alaşımlı karbonlanmış çelik, esas olarak araba ve traktör şanzımanlarındaki dişliler, içten yanmalı motorlardaki eksantrik milleri gibi yüksek aşınma direnci ve dinamik yük taşıma gerektiren parçaların üretiminde kullanılır. Yaygın olarak kullanılan alaşımlı karbürlenmiş çelikler arasında 15Cr, 20Cr, 20CrMnTi ve diğerleri bulunur.
3) Alaşımlı Temperlenmiş Çelik. Bu çelik türü genellikle 0.25%~0.45% karbon içeriğine sahiptir. Su verme ve yüksek sıcaklıkta temperleme (tavlama) işleminden sonra, çeliğe yüksek mukavemet ve tokluğun iyi bir kombinasyonunu sağlayan temperlenmiş bir sorbit yapısı geliştirir.
Öncelikle otomobillerde ve traktörlerde bağlantı çubukları, şanzıman milleri, takım tezgahı milleri, dişliler, kamlar vb. gibi önemli alternatif yüklere ve çeşitli karmaşık gerilmelere dayanan parçaların üretiminde kullanılır. Yaygın olarak kullanılan alaşımlı temperlenmiş çelikler arasında 40Cr, 35CrMo, 40CrNiMo ve diğerleri bulunur.
4) Alaşımlı Yay Çeliği. Alaşımlı yay çeliği, çeşitli yayların ve elastik bileşenlerin üretiminde kullanılan alaşımlı çelik türünü ifade eder. Bu çelik türü genellikle 0.50%-0.65% karbon kütle oranına sahiptir ve Mn, Si, Cr ve V gibi alaşım elementleri içerir.
Su verme ve orta sıcaklıkta temperlemeden sonra, yüksek bir elastik limit ve akma dayanımı sergileyen temperlenmiş bir troostit yapısı geliştirir. Yaygın olarak kullanılan alaşımlı yay çelikleri arasında 65Mn ve 50CrV bulunur.
(4) Alaşımlı Takım Çeliğinin Kaliteleri, Mekanik Özellikleri ve Uygulamaları
Kesici takım çeliği, kalıp çeliği ve ölçme takım çeliğini içeren alaşımlı takım çeliği, karbon takım çeliğine alaşım elementleri eklenerek oluşturulur. Alaşımlı takım çeliği kaliteleri genellikle çelikteki karbonun ortalama kütle oranı (permilaj olarak ifade edilir) + alaşım elementinin sembolü + alaşım elementinin içeriğinden oluşur.
Karbonun kütle oranı 1,0%'yi aşarsa, kalitede belirtilmez. Yaygın olarak kullanılan alaşımlı takım çeliklerinin kaliteleri, ısıl işlem durumu ve uygulamalarına ilişkin örnekler için lütfen Tablo 1-9'a bakın.
1) Alaşımlı Kesici Takım Çeliği. Alaşımlı kesici takım çeliği, torna takımları, frezeler, matkap uçları, kılavuzlar, kalıplar vb. gibi çeşitli kesici takımların üretiminde kullanılır. Yaygın olarak kullanılan alaşımlı kesici takım çelikleri arasında düşük alaşımlı kesici takım çeliği ve yüksek hızlı takım çeliği bulunur.
Düşük alaşımlı kesici takım çeliği tipik olarak bir karbon kütle fraksiyonuna (wC) 0,75% ila 1,45% arasındadır. Isıl işlem süreci su verme ve düşük sıcaklıkta temperlemeyi içerir. Bu çelik türünün maksimum çalışma sıcaklığı 300°C'yi geçmez.
Yalnızca düşük hızlı kesici takımların veya planyalar, kılavuzlar, kalıplar, matkap uçları vb. gibi yüksek aşınma direnci gereksinimleri olan takımların üretiminde kullanılır. Düşük alaşımlı kesici takım çeliğinin yaygın kaliteleri arasında 9SiCr, CrWMn ve daha fazlası bulunur.
Yüksek hızlı takım çeliği, yüksek karbonlu yüksek alaşımlı bir çelik türüdür ve karbon kütle oranı (wC) 0,7% ila 1,6% arasındadır ve büyük miktarda W, Cr, Mo, V ve diğer alaşım elementleri içerir. Yüksek hızlı takım çeliğinin ısıl işlemi, su vermeyi ve ardından çoklu yüksek sıcaklıkta temperlemeyi içerir, bu da temperlenmiş martensit + karbür yapısı ile sonuçlanır.
Normal temperlemeden sonra sertlik genellikle 63~66HRC'dir ve iyi bir ısı direnci gösterir. Yüksek hızlı takım çeliğinden yapılan takımlar, 600°C kesme sıcaklığı altında yaklaşık 60HRC'lik yüksek bir sertliği korur, bu nedenle yüksek hızlı kesme için uygundurlar. Yaygın kaliteler arasında W18Cr4V, W6Cr5Mo4V2 ve daha fazlası bulunur.
Tablo 1-9: Yaygın Alaşımlı Takım Çeliği Kaliteleri, Isıl İşlem Koşulları ve Uygulama Örnekleri
Çelik Çeşitleri | Notlar | Isıl İşlem ve Sertlik | Kullanım Örneği | |||
Söndürme | Temperleme | |||||
Isıtma Sıcaklığı / ℃ | Sertlik HRC | Isıtma Sıcaklığı / ℃ | Sertlik HRC | |||
Düşük Alaşımlı Takım Çeliği | 9SiCr CrWMn | 860~880 (Yağ Söndürme) 820~840 (Yağ Söndürme) | ≥62 ≥62 | 150~200 140~160 | 60~62 62~65 | Kılavuzlar, Kalıplar, Raybalar, vb. |
Yüksek Hızlı Takım Çeliği | W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 | 1280 (Yağ Söndürme) 1220 (Yağ Söndürme) | 60~65 ≥64 | 560 560 | 63~66 64~66 | Frezeler, Torna Takımları, Matkap Uçları, Planyalar vb. |
Sıcak İş Kalıp Çeliği | 5CrNiMo 3Cr2W8V | 830~860 (Yağ Söndürme) 1050~1100 (Yağ Söndürme) | ≥47 >50 | 530~550 560~580 | 30~47 45~48 | Büyük Dövme KalıplarıSıcak Pres Kalıpları, Sıcak Kesme Bıçakları, Basınçlı Döküm Kalıpları, vb. |
Soğuk İş Kalıp Çeliği | Cr12 Cr12MoV | 950~1000 (Yağ Söndürme) 1020~1040 (Yağ Söndürme) | 62~65 62~63 | 180~220 160~180 | 60~62 61~62 | Soğuk Delme KalıplarıKırpma Kalıpları, Tel Çekme Kalıpları, Kenar Kalıpları, Boncuk Kalıpları vb. |
2) Alaşımlı Kalıp Çeliği. Alaşımlı kalıp çeliği, sıcak iş kalıp çeliği ve soğuk iş kalıp çeliği olarak ikiye ayrılır.
Sıcak iş kalıp çeliği, çalışma sırasında boşluk yüzey sıcaklığı 600 ℃'nin üzerine ulaşan çeşitli sıcak dövme kalıpları, sıcak ekstrüzyon kalıpları ve kalıp döküm kalıpları vb. üretmek için kullanılır; soğuk iş kalıp çeliği, çalışma sıcaklığı 300 ℃'yi geçmeyen çeşitli soğuk delme kalıpları, soğuk başlık kalıpları, soğuk ekstrüzyon kalıpları ve tel çekme kalıpları vb. üretmek için kullanılır.
Soğuk iş kalıp çeliğinin karbon kütle oranı wc ≥1.0% ve eklenen alaşım elementleri matrisi güçlendirebilir, karbürler oluşturabilir ve çeliğin sertliğini ve aşınma direncini artırabilir. Su verme ve düşük sıcaklıkta temperlemeden sonra, soğuk iş kalıp çeliği temperlenmiş bir martensit ve granüler karbür yapısı elde eder. Yaygın olarak kullanılan soğuk iş kalıp çelikleri arasında Cr12, Cr12MoV vb. bulunur.
Sıcak iş kalıp çeliğinin karbon kütle oranı genellikle 0.3%~0.6%'dir ve eklenen alaşım elementleri çeliğin sertleşebilirliğini, ısı direncini ve ısı yorulma direncini artırabilir.
Su verme ve yüksek sıcaklıkta temperleme veya orta sıcaklıkta temperlemeden sonra, sıcak iş kalıp çeliği temperlenmiş bir sorbit veya temperlenmiş troostit yapısı elde eder. Yaygın olarak kullanılan sıcak iş kalıp çelikleri arasında 5CrNiMo, 3Cr2W8V vb. bulunur.
(5) Özel Performans Çelikleri
Özel performans çelikleri, benzersiz kullanım özelliklerine sahip çelikleri ifade eder. Birçok özel performans çeliği türü vardır, ancak bu bölümde yalnızca mekanik endüstrisinde yaygın olarak kullanılanlar tanıtılacaktır: paslanmaz çelik, ısıya dayanıklı çelik ve aşınmaya dayanıklı çelik.
1) Paslanmaz Çelik.
Paslanmaz çelik, atmosferik veya korozif ortamlara dayanabilen çelik anlamına gelir. Yaygın türleri arasında 12Cr13 martensitik paslanmaz çelik, 10Cr17 ferritik paslanmaz çelik ve 18-8 krom-nikel östenitik paslanmaz çelik bulunur.
Martensitik paslanmaz çelik genellikle yüksek mekanik özellikler ve nispeten düşük korozyon direnci gerektiren ürünler için kullanılır; ferritik paslanmaz çelik nitrik asit, azotlu gübre, fosforik asit endüstrilerinde ve ayrıca yüksek sıcaklıklarda oksidasyona dayanıklı bir malzeme olarak yaygın şekilde kullanılır; östenitik paslanmaz çelik endüstride en yaygın kullanılan paslanmaz çelik türüdür, ancak taneler arası korozyon önlenmelidir.
2) Isıya Dayanıklı Çelik.
Isıya dayanıklı çelik, yüksek sıcaklıklarda yüksek kimyasal stabilite ve termal mukavemeti koruyan çelik anlamına gelir. Kimyasal kararlılık, çeliğin yüksek sıcaklıklarda çeşitli kimyasal korozyonlara direnme kabiliyetini ifade ederken, termal mukavemet çeliğin yüksek sıcaklıklardaki mukavemet performansını ifade eder.
Yaygın olarak kullanılan ısıya dayanıklı çelikler arasında perlitik ısıya dayanıklı çelik, martensitik ısıya dayanıklı çelik ve östenitik ısıya dayanıklı çelik bulunur.
Perlitik ısıya dayanıklı çelik 450-550°C sıcaklıklarda çalışır ve öncelikle kazan çelik boruları gibi güç cihazlarında küçük yüklere sahip parçaların üretiminde kullanılır; martensitik ısıya dayanıklı çelik 550-600°C sıcaklıklarda çalışır ve esas olarak türbin kanatları, dizel motor egzoz valfleri vb. üretiminde kullanılır; östenitik ısıya dayanıklı çelik 600-700°C sıcaklıklarda çalışır ve 850°C'ye kadar ulaşabilir ve öncelikle jet motoru türbinleri ve egzoz borularının üretiminde kullanılır. Yaygın ısıya dayanıklı çelikler arasında 12Cr1MoV, 42Cr9Si2 ve 4Cr13Ni8Mn8MoVNb bulunur.
3) Aşınmaya Dayanıklı Çelik.
Aşınmaya dayanıklı çelik genellikle darbe yükleri altında darbe sertleşmesine uğrayan yüksek manganlı çelik anlamına gelir. Ana bileşenleri şunlardır: w c =1.0%-1.3%, w Mn =11%-14%. Şekle dökülür ve ısıl işlemden sonra, iyi tokluk ve aşınma direnci sergileyen tamamen östenitik bir yapı elde eder.
Yaygın yüksek manganlı çelikler arasında ZGMn13, ZGMn13Cr2 vb. bulunur. Yüksek manganlı çelik, ekskavatör kovaları, tank paletleri gibi büyük darbelere veya basınçlara dayanıklı parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, yüksek manganlı çelik soğuk iklimlerde kırılgan değildir, bu da onu soğuk bölgelerde kullanım için uygun hale getirir.
Demir Dışı Metaller ve Alaşımlar
Alüminyum ve Alüminyum Alaşımları
Saf alüminyum gümüş-beyaz bir renge, yüz merkezli kübik bir kristal yapıya sahiptir ve allotropik dönüşüm yoktur. Düşük erime noktası (660 ℃), düşük yoğunluk (2,7 g / cm) ile karakterize edilir.3), düşük mukavemet (σb=80MPa), yüksek plastisite (ψ=80%) ve mükemmel elektrik ve termal iletkenlik.
Bu nedenle, saf alüminyum yük taşıyan yapılar için uygun değildir. Esas olarak teller, kablolar, düşük mukavemet gereksinimleri olan mutfak eşyaları ve çeşitli alüminyum alaşımlarının üretiminde kullanılır. Saf alüminyum kimyasal olarak aktiftir ve yüzeyinde sağlam ve yoğun bir oksit filmi oluşturma eğilimindedir, bu da ona havada ve tatlı suda iyi bir korozyon direnci sağlar.
Alüminyum alaşımları, işleme özelliklerine göre deforme alüminyum alaşımları ve dökme alüminyum alaşımları olarak ikiye ayrılabilir. Şekil 1-41 alüminyum alaşımlarının sınıflandırma diyagramını göstermektedir. D noktasının solundaki alaşımlar, ısıtıldıklarında, basınçlı işleme için uygun, iyi plastikliğe sahip tek fazlı katı çözeltiler olarak bulunurlar.
Bunlar deforme alüminyum alaşımları olarak adlandırılır. D noktasının sağındaki alaşımlar, alaşım elementlerinin daha büyük bir kütle fraksiyonunu içerir ve ötektik yapılara sahiptir, daha düşük erime sıcaklıklarına ve iyi akışkanlığa sahiptir, bu da onları döküm için uygun hale getirir. Bunlar şu şekilde adlandırılır alüminyum döküm alaşımlar.
Deforme alüminyum alaşımları tipik olarak levha, çubuk, tüp, tel, profil ve dövme gibi çeşitli yarı mamul ürünlere işlenir. Deforme alüminyum alaşımları arasında Al-Mg ve Al-Mn serisi alaşımlar çoğunlukla tek fazlı bir yapıya sahiptir ve ısıl işlemle güçlendirilemezler. İyi korozyon direnci, kaynaklanabilirlik ve plastisitenin yanı sıra mükemmel düşük sıcaklık performansı ile karakterize edilirler.
Bu özellikler onları havacılık ve uzay gibi alanlarda umut verici kılmaktadır. Al-Cu-Mg ve Al-Cu-Mn serisi alaşımlar güçlü yaşla sertleşme özelliklerine ve yüksek mukavemete sahiptir, ancak korozyon direnci ve kaynaklanabilirlikleri daha düşüktür. Esas olarak yapısal bileşenler olarak kullanılırlar. Al-Mg-Cu-Zn serisi alaşımlar alüminyum alaşımları arasında en yüksek oda sıcaklığı mukavemetine sahiptir, ancak yüksek sıcaklıklarda hızla yumuşarlar ve zayıf korozyon direncine sahiptirler.
Öncelikle ağır yük altındaki önemli yapılar ve parçalar için kullanılırlar. Al-Mg-Si-Cu ve Al-Cu-Mg-Fe-Ni serisi alaşımlar iyi termoplastikliğe, dökülebilirliğe ve nispeten yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Esas olarak karmaşık havacılık ve alet parçaları için kullanılırlar ve ısıya dayanıklı alaşımlar olarak da kullanılabilirler.
Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mn, Al-Mg-Cu-Zn, Al-Mg-Si-Cu ve Al-Cu-Mg-Fe-Ni serisi alüminyum alaşımlarının tümü ısıl işlemle güçlendirilebilir. Yaygın olarak kullanılan deforme alüminyum alaşımlarının örnekleri, kimyasal bileşimleri, mekanik özellikleri ve kullanım alanları Tablo 1-10'da verilmiştir.
Tablo 1-10: Tanımları, Kimyasal Bileşimleri, Mekanik Özellikleri ve Uygulamaları Dahil Olmak Üzere Yaygın Olarak Kullanılan Deforme Alüminyum Alaşımlarına Örnekler
Kategori | Kod | Kimyasal bileşim (%) | Isıl işlem Teori | Mekanik özellikler | Uygulama örnekleri | |||||
WCu | WMg | WMn | WZn | σb/MPa | δ(%) | Sertlik HBW | ||||
Paslanmaya dayanıklı alüminyum alaşım | 5A05 | 4.5~5.5 | 0.3~0.6 | M | 270 | 23 | 70 | Orta yük parçaları, perçinler ve kaynaklı yağ tankları, yağ boruları vb. | ||
3A21 | 1.0~1.6 | 130 | 23 | 30 | ||||||
Sert alüminyum alaşım | 2A01 | 2.2~3.0 | 0.2~0.5 | CZ | 300 | 24 | 70 | Orta mukavemetli ve 100°C'nin altında çalışma sıcaklığına sahip perçin malzemesi | ||
2A11 | 3.8~4.8 | 0.4~0.8 | 0.4~0.8 | 420 | 18 | 100 | Çerçeveler, pervane kanatları, perçinler vb. gibi orta mukavemetli yapısal parçalar ve bileşenler. | |||
2A12 | 3.8~4.9 | 1.2~1.8 | 0.3~0.9 | 470 | 17 | 105 | Çerçeveler, kirişler vb. gibi 150°C'nin altında çalışan yüksek mukavemetli bileşenler ve parçalar. | |||
Süper sert alüminyum alaşım | 7A04 | 1.4~2.0 | 1.8~2.8 | 0.2~0.6 | 5~7 | CS | 600 | 12 | 150 | Uçak kirişleri, kafes kirişler, takviye çerçeveleri ve iniş takımları vb. gibi ana yük taşıyıcı yapılar. |
Dövme alüminyum alaşım | 2A50 | 1.8~2.6 | 0.4~0.8 | 0.4~0.8 | 420 | 13 | 105 | Karmaşık şekiller ve orta mukavemetli dövmeler ve kalıp dövmeleri vb. | ||
2A70 | 1.9~2.7 | 1.4~1.8 | 440 | 12 | 120 | Karmaşık dövmeler ve yüksek sıcaklıklarda çalışan yapısal parçalar, içten yanmalı motor pistonları vb. | ||||
2A14 | 3.9~4.8 | 0.4~0.8 | 0.4~1.0 | 480 | 19 | 135 | Basit şekiller ve yüksek yük dövmeleri ve kalıp dövmeleri vb. |
Not: M-Annealing; CZ-Quenching + Natural aging; CS-Quenching + Artificial aging.
Bakır ve Bakır Alaşımları
Saf bakırın yoğunluğu 8,94 g/cm³ ve erime noktası 1083 ℃'dir. Yüz merkezli kübik kristal yapıya sahiptir ve allotropi içermez. Saf bakır iyi elektrik iletkenliği, termal iletkenlik ve korozyon direnci sergiler. Saf bakır iyi sünekliğe sahipken, mukavemeti ve sertliği düşüktür, bu da onu yapısal bir malzeme olarak doğrudan kullanım için uygun hale getirmez.
Genellikle iletken ve ısı iletken malzemeler, korozyona dayanıklı cihazlar üretmek için kullanılır ve bakır alaşımları yapmak için bir hammadde olarak da kullanılabilir. Saf bakır ısıl işlemle güçlendirilemez. Farklı kimyasal bileşimlere bağlı olarak, bakır alaşımları üç kategoriye ayrılabilir: pirinç, bronz ve beyaz bakır.
(1) Pirinç
Birincil alaşım elementi olarak çinko içeren bakır alaşımları pirinç olarak adlandırılır. Kimyasal bileşimine bağlı olarak pirinç, basit pirinç ve özel pirinç olarak ikiye ayrılabilir. Basit pirinç, bakır ve çinkonun ikili bir alaşımıdır. Çinkonun kütle oranı 30% ile 32% arasında olduğunda, yapısı tek fazlı pirinç olarak bilinen yüz merkezli kübik α katı çözeltisidir.
Bu pirinç türü mükemmel dövülebilirlik, kaynaklanabilirlik ve iyi kalay kaplama kabiliyetine sahiptir. Çinkonun kütle oranı 32%'yi aştığında (ancak 45%'den fazla olmadığında), yapısı çift fazlı pirinç olarak bilinen α+β çift fazlı bir yapıdır.
Bu pirinç, sıcak işleme için uygun, yüksek sıcaklıkta iyi sünekliğe sahiptir. Adi pirinç tanımı "H+numara" dan oluşur; burada H pirinç anlamına gelir ve numara bakırın kütle oranını gösterir. Örneğin, H80 80% bakır ve 20% çinko içeren sıradan pirinçtir.
Özel pirinç, bakır-çinko alaşımına diğer alaşım elementlerinin eklenmesiyle oluşturulur. Çinkoya ek olarak, yaygın alaşım elementleri arasında kurşun, alüminyum, manganez, kalay, demir, nikel, silikon vb. bulunur. Bu alaşım elementlerinin eklenmesi pirincin mukavemetini, korozyon direncini ve aşınma direncini artırır.
Eklenen birincil alaşım elementlerine bağlı olarak, özel pirinç kurşun pirinç, alüminyum pirinç ve manganez pirinç vb. olarak ayrılabilir. Özel pirinç tanımı "H+ birincil alaşım elementi sembolü + bakırın kütle oranı + birincil alaşım elementinin kütle oranı "ndan oluşur.
Örneğin, HPb59-1, kütle oranı 59% bakır ve 1% kurşun olan ve geri kalanı çinko olan özel pirinci temsil eder. Yaygın olarak kullanılan pirinçlerin tanımları, kimyasal bileşimleri, mekanik özellikleri ve uygulama örnekleri Tablo 1-11'de gösterilmektedir.
(2) Bronz
Bronz, Zn ve Ni dışındaki ana alaşım elementlerine sahip bakır alaşımlarını ifade eder. Tanımlaması "Q+ birincil alaşım elementi sembolü + birincil alaşım elementinin kütle oranı "ndan oluşur. Dökme bronz ise, tanımlamanın önüne bir "Z" eklenir. Bronz, sıradan bronz ve özel bronz olarak ikiye ayrılabilir.
Tablo 1-11: Yaygın Olarak Kullanılan Deforme Alüminyum Alaşımlarının Temsili Tanımları, Kimyasal Bileşimleri, Mekanik Özellikleri ve Örnek Uygulamaları
Kategori | Sınıf | Kimyasal Bileşim (%) | Mekanik Özellikler | Uygulama Örnekleri | |||||||
WCu | WPb | WSi | WAl | WMn | σb/MPa | δ(%) | Sertlik HBW | ||||
Adi Pirinç | H90 | 88~91 | 320 | 52 | 53 | Kaplamalar ve Dekorasyonlar, vb. | |||||
H68 | 67~70 | 660 | 3 | 150 | Kartuş Kutuları, Kondansatör Tüpleri, vb. | ||||||
H62 | 60.5~63.5 | 600 | 3 | 164 | Pullar, Yaylar, Vidalar, vb. | ||||||
Özel Pirinç | Kurşun Pirinç | HPb59-1 | 57~60 | 0.8~1.9 | 650 | 16 | 140 | Pimler, Vidalar ve Diğer Damgalı veya İşlenmiş Parçalar | |||
Alüminyum Pirinç | HAl59-3-2 | 57~60 | 2.5~3.5 | 650 | 15 | 150 | Yüksek Mukavemetli, Kimyasal Olarak Stabil Parçalar | ||||
Manganez Pirinç | HMn58-2 | 57~60 | 1.0~2.0 | 700 | 10 | 175 | Gemiler ve Zayıf Elektrik Kullanımı için Parçalar |
Adi bronz, birincil alaşım elementi olarak kalay (Sn) içeren kalay bronzunu ifade eder. Sn kütle oranı kalay bronzunun performansının anahtarıdır. Sn kütle oranı 5% ila 7% olan kalay bronz en iyi plastikliğe sahiptir, soğuk ve sıcak deformasyon işlemleri için uygundur. Sn kütle oranı 10%'yi aşan kalay bronz yüksek mukavemete ancak zayıf plastisiteye sahiptir ve sadece döküm için uygundur.
Kalay bronz atmosferde, deniz suyunda ve inorganik tuz çözeltilerinde mükemmel korozyon direnci gösterirken amonyak, hidroklorik asit ve sülfürik asitte daha zayıf korozyon direnci gösterir.
Özel bronz, Sn içermeyen bronz anlamına gelir. Birincil alaşım elementine bağlı olarak alüminyum bronz, berilyum bronz, silikon bronz vb. olarak ayrılabilir. Alüminyum bronz 5% ila 10% alüminyum kütle oranına, yüksek kimyasal stabiliteye, iyi korozyon ve aşınma direncine, daha yüksek mukavemet ve plastisiteye ve iyi işlenebilirliğe sahiptir.
Öncelikle deniz suyunda veya yüksek sıcaklıklarda çalışan yüksek mukavemetli aşınmaya dayanıklı parçalar için kullanılır. Berilyum bronzunun berilyum kütle oranı 1,7% ila 2,5% arasındadır. Yüksek mukavemet, aşınma direnci, korozyon direnci ve elektriksel ve termal iletkenliğe sahip olan çözelti güçlendirme ve yaşlanma sertleşmesine maruz kalabilir.
Aynı zamanda antimanyetizma ve darbe anında kıvılcım oluşmaması gibi özel özelliklere sahiptir, öncelikle hassas aletlerdeki elastik elemanlar ve motorlardaki patlamaya dayanıklı parçalar için kullanılır. Silikon bronz, 3% ila 4.6% silikon kütle oranına sahiptir ve kalay bronzdan daha yüksek mekanik özelliklere ve iyi döküm ve soğuk/sıcak işleme performansına sahiptir.
Silikon bronza nikel eklenmesi, esas olarak havacılık endüstrisinde ve uzun mesafeli havai telefon hatlarında, elektrik hatlarında vb. kullanılan mukavemetini ve aşınma direncini önemli ölçüde artırabilir. Yaygın olarak kullanılan bronzun marka numarası, kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri ve örnek uygulamaları Tablo 1-12'de görülebilir.
(3) Nikel Gümüş
Beyaz bakır olarak da bilinen nikel gümüş, esas olarak nikelden oluşan bir bakır alaşımları kategorisini ifade eder. İki türe ayrılır: sıradan nikel gümüş ve özel nikel gümüş.
Tablo 1-12: Yaygın Bronz Sınıflarına, Kimyasal Bileşimlerine, Mekanik Özelliklerine ve Kullanım Alanlarına Örnekler
Kategori | Sınıf | Kimyasal bileşim (%) | Mekanik özellikler | Örnek kullanımlar | ||||||
WSn | WAl | WSi | Diğerleri | σb/MPa | δ(%) | Sertlik | ||||
Sıradan bronz | QSn4-3 | 3.5~4.5 | Zn: 2.7~3.3 | 350~550 | 4~40 | 60~160 HBW | Elastik elemanlar, aşınmaya dayanıklı, anti Manyetik bileşenler | |||
QSn6.5-0.1 | 6.0~7.0 | P: 0.10~0.25 | 350~450 | 60~70 | 70~90 HBW | Kontak parçaları, yaylar, aşınmaya dayanıklı parçalar | ||||
Özel bronz | Berilyum bronz | QBe2 | Be:1.8~2.1 Ni:0.2~0.5 | 500~850 | 3~40 | 90~250 HV | Önemli yaylar, elastik elemanlar Rulmanlar, vb. | |||
Silikon bronz | QSi3-1 | 2.7~ 3.5 | Mn: 1~1.5 | 80~180 HV | Korozif ortamda çalışan yaylar ve parçalar |
Sadece bakır ve nikel içeren sıradan nikel gümüş, iyi mukavemete ve mükemmel plastisiteye sahiptir. Hem soğuk hem de sıcak basınç işlemine tabi tutulabilir. Korozyon direnci mükemmeldir ve küçük bir sıcaklık direnç katsayısı ile yüksek bir elektrik direncine sahiptir.
Diğerlerinin yanı sıra öncelikle gemi aleti parçaları, kimyasal makine parçaları ve tıbbi ekipman üretiminde kullanılır. Nikel gümüşün derecesi "B + Ni'nin ortalama kütle fraksiyonundan" oluşur. Örneğin, B19, nikel içeriği 19% olan sıradan nikel gümüşü temsil eder.
Özel nikel gümüş, nikel gümüşe başka alaşım elementleri eklenerek üretilir. Nikel gümüşün özellikleri ve kullanım alanları, eklenen alaşım elementinin türüne bağlı olarak değişir. Örneğin, yüksek manganez kütle oranına sahip mangan nikel gümüşü termokupl telleri, ölçüm aletleri vb. üretiminde kullanılabilir. Örneğin, BZn15-20, 15% silikon içeriğine ve 20% çinko içeriğine sahip özel nikel gümüşü temsil eder.
Titanyum ve Titanyum Alaşımları
Saf titanyum 4,5 g/cm³ yoğunluğa ve 1667°C erime noktasına sahiptir ve allotropi geçirir. 882,5°C'nin altında, saf titanyum α-Ti olarak bilinen yakın paketlenmiş altıgen kristal yapıya sahiptir. 882,5°C'nin üzerinde, β-Ti olarak adlandırılan gövde merkezli kübik bir kristal yapıya sahiptir.
Saf titanyum (α-Ti) nispeten düşük elastikiyet modülüne, iyi darbe direncine, yüksek özgül mukavemete ve mükemmel plastisiteye sahiptir, ancak mekanik özellikleri safsızlıklara karşı son derece hassastır.
Titanyum alaşımlarının temel özellikleri yüksek mukavemet, düşük yoğunluk, iyi ısı direnci ve korozyon direncidir. Bununla birlikte, işlenebilirlikleri zayıftır, aşınmaya duyarlıdırlar ve nispeten pahalıdırlar. Titanyum alaşımları, tavlanmış yapılarına göre α-tipi (TA), β-tipi (TB) ve α+β tipi (TC) olarak sınıflandırılır.
Yaygın olarak kullanılan titanyum alaşımlarının sınıfları, kimyasal bileşimleri, mekanik özellikleri ve kullanım alanlarına ilişkin örnekler Tablo 1-13'te gösterilmektedir.
(1) α-Tipi Titanyum Alaşımları
α-tipi titanyum alaşımlarının tavlanmış yapısı tek fazlı bir α katı çözeltisidir ve ısıl işlemle güçlendirilemezler. Bu alaşımlar kararlı yapılara, mükemmel korozyon direncine, iyi plastisiteye ve şekillendirilebilirliğe sahiptir. Ayrıca mükemmel kaynak performansı ve düşük sıcaklık özellikleri sergilerler.
Genellikle uçak kaplamaları, çerçeveleri, motor kompresör diskleri ve kanatları, türbin muhafazaları ve ultra düşük sıcaklık konteynerleri üretmek için kullanılırlar.
Tablo 1-13: Yaygın Olarak Kullanılan Titanyum Alaşımlarına Örnekler, Kimyasal Bileşimleri, Mekanik Özellikleri ve Uygulamaları
Kategori | Sınıf | Kimyasal bileşim grubu | Isıl işlem | Oda sıcaklığı mekanik özellikleri | Yüksek sıcaklık mekanik özellikleri | Kullanım örnekleri | |||
σb/MPa | δ(%)'den daha az olmamalıdır | Test sıcaklığı/℃ | Anlık Güç /MPa | Dayanıklılık gücü ① /MPa | |||||
Alfa titanyum alaşımı | TA28 | Ti-3Al | Tavlama | 700 | 12 | 500°C'nin altında çalışma Füze yakıtı gibi parçalar Tanklar, uçak türbini muhafazaları, vb. | |||
TA5 | Ti-4Al-0.005B | Tavlama | 700 | 15 | |||||
TA6 | Ti-5Al | Tavlama | 700 | 12~20 | 350 | 430 | 400 | ||
Beta titanyum alaşımı | TB2 | Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | Söndürme | 1000 | 20 | 350°C'nin altında çalışma Kompresör kanatları gibi parçalar Şaftlar, diskler ve diğer ağır yüklü dönen parçalar, uçak bileşenleri vb. | |||
Söndürme + yaşlanma | 1350 | 8 | |||||||
Alfa + beta titanyum alaşımı | TC1 | Ti-2Al-1.5Mn | Tavlama | 600~800 | 20~25 | 350 | 350 | 350 | 400°C'nin altında çalışma Belirli yüksek sıcaklık dayanımına sahip motor bileşenleri gibi parçalar; düşük sıcaklık roketi, füze sıvı hidrojen yakıt tankları vb. |
TC2 | Ti-4Al-1.5Mn | Tavlama | 700 | 12~15 | 350 | 430 | 400 | ||
TC3 | Ti-5Al-4V | Tavlama | 900 | 8~10 | 500 | 450 | 200 | ||
TC4 | Ti-6Al-4V | Tavlama | 950 | 10 | 400 | 630 | 580 | ||
Söndürme + Yaşlanma | 1200 | 8 |
①持久强度表示材料在给定温度下经过100h后,试样发生断裂时的应力值。
(2) Beta Titanyum Alaşımları
Beta titanyum alaşımları beta fazı tavlanmış bir yapıya sahiptir. Su verme işlemi ile metastabil beta fazı titanyum alaşımları elde edilebilir. Bu alaşımlar, mukavemetlerini artırmak için ısıl işleme tabi tutulabilir, yüksek oda sıcaklığı mukavemetine ve iyi soğuk şekillendirme özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, bu alaşımlar yüksek yoğunluğa sahiptir, yapıları yeterince kararlı değildir ve zayıf ısı direncine sahiptirler. Beta titanyum alaşımları esas olarak yüksek sıcaklık gerektirmeyen ancak yaylar, bağlantı elemanları ve kalın kesitli bileşenler gibi yüksek mukavemete ihtiyaç duyan uçak bileşenlerinin üretiminde kullanılır.
(3) Alfa + Beta Titanyum Alaşımları
Alfa + beta titanyum alaşımlarının tavlanmış yapısı, alfa ve beta titanyum alaşımlarının özelliklerini birleştiren (alfa + beta) fazıdır. Mükemmel kapsamlı mekanik özelliklere sahiptirler ve en yaygın kullanılan titanyum alaşımlarıdır. Örneğin, TC4 (Ti-6Al-4V) havacılık ve diğer endüstriyel sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.