Şaftlar İçin En İyi Malzemeler: Karbon Çelik, Alaşımlı Çelik, Sfero Döküm

Şaftlar için En İyi Malzemeler: Karbon Çelik, Alaşımlı Çelik, Sfero Döküm

Belirli malzemeleri şaft üretimi için ideal kılan nedir? Bu soru, mekanik tasarım veya mühendislikle uğraşan herkes için çok önemlidir. Bu makalede karbon çeliği, alaşımlı çelik ve sfero dökümün özellikleri incelenmekte, mekanik özellikleri, çeşitli yüklere uygunluğu ve özel uygulamaları detaylandırılmaktadır. Okuyarak, bu malzemelerin farklı şaft türleri için neden tercih edildiğine dair fikir edinecek ve mühendislik projelerinizde bilinçli kararlar vermenize yardımcı olacaksınız.

Son güncelleme:

28 Haziran 2024

Beğeninizi paylaşın:

İçindekiler

Şaftlar için yaygın malzemeler karbon yapısal çelik, alaşımlı çelik ve sfero dökümdür. Çelik şaft boşlukları çoğunlukla haddelenmiş yuvarlak çelik veya dövme parçalardır.

I. Karbon Çelik

Yüksek kaliteli orta karbonlu çelik 30~50, nispeten önemli veya ağır yüklü şaftlar için yaygın olarak kullanılır ve bunlar arasında 45 çelik en yaygın kullanılanıdır. Bu tür malzemeler için, mekanik özellikleri su verme ve temperleme veya normalleştirme gibi ısıl işlem yöntemleriyle iyileştirilebilir ve geliştirilebilir.

Sıradan karbon çeliği Q235, Q275, vb. önemsiz hafif yük düşük hızlı şaftlar veya genel şanzıman şaftları için kullanılabilir.

II. Alaşımlı Çelik

Alaşımlı çelik daha yüksek kapsamlı mekanik özelliklere ve daha iyi ısıl işlem performansına sahiptir. Bu nedenle, büyük yük taşıyan ve ağırlık ve boyut açısından sınırlı olan veya yüksek aşınma direnci ve korozyon direnci gereksinimleri olan önemli şaftlar için alaşımlı çelik kullanılabilir ve belirli ısıl işlemlere tabi tutulabilir.

Şunu belirtmek gerekir ki:

Alaşımlı çelik gerilim yoğunlaşmasına karşı daha hassastır ve daha pahalıdır;
Karbon çeliği ve alaşımlı çeliğin elastik modülü normal sıcaklıklarda neredeyse aynı olduğundan, karbon çeliği yerine alaşımlı çelik kullanmak şaftın sertliğini artırma amacına ulaşamaz;
Çeşitli ısıl işlemler, kimyasal işlemler ve yüzey güçlendirme işlemleri (bilyeli çekiçleme, haddeleme vb.) şaftın yorulma mukavemetini veya aşınma direncini önemli ölçüde artırabilir, ancak sertliği üzerinde çok az etkisi vardır.

III. Sfero Döküm

Sfero döküm, krank milleri, eksantrik milleri vb. gibi karmaşık şekillere sahip millerin üretimi için uygundur ve ucuz olması, nispeten yüksek mukavemete sahip olması, iyi aşınma direnci, titreşim emilimi, işlenebilirlik ve stres konsantrasyonuna karşı daha düşük hassasiyet gibi avantajlara sahiptir. Ancak, döküm kalitesinin kontrol edilmesi kolay değildir ve güvenilirlik nispeten düşüktür.

Şaftlar için yaygın malzemeler ve bunların ana mekanik özellikleri aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.

Tablo: Şaftlar için Yaygın Malzemeler ve Ana Mekanik Özellikleri

Malzeme		Isıl İşlem	Boş Çap/mm	Sertlik HBW	Mekanik Özellikler/MPa				Açıklamalar
Kategori	Sınıf	Isıl İşlem	Boş Çap/mm	Sertlik HBW	Nihai Dayanım σ_b	Akma Noktası σ_s	Eğilme Yorulma Sınırı σ_-1	Kesme Yorulma Sınırı τ_-1	Açıklamalar
Karbon Yapısal Çelik	Q235	Sıcak haddeleme veya dövme sonrası hava soğutmalı	≤100	-	400～420	225	170	105	Önemli olmayan veya küçük yük taşıyan şaftlar için kullanılır
	Q235	Sıcak haddeleme veya dövme sonrası hava soğutmalı	>100～250	-	375～390	215	170	105
	45	Normalleştirme	≤100	170～217	600	300	275	140	En yaygın kullanılan
	45	Temperleme	≤200	217 ～ 255	650	360	300	155	En yaygın kullanılan
Alaşımlı çelik	40Cr	Temperleme	≤100	241 ～ 266	750	550	350	200	Önemli darbeler olmadan daha büyük yükleri taşıyan önemli şaftlar için kullanılır
	40Cr	Temperleme	>100 ～ 300	241 ～ 266	700	550	340	185
	35SiMn (42SiMn)	Temperleme	≤100	229 ～ 286	800	520	400	205	40Cr'ye yakın performans, orta ve küçük şaftlar için kullanılır
	35SiMn (42SiMn)	Temperleme	>100 ～ 300	217 ～ 269	750	450	350	185
	40MnB	Temperleme	25		1000	800	485	280	40Cr'ye yakın performans, önemli şaftlar için kullanılır
	40MnB	Temperleme	≤200	241 ～ 286	750	500	335	195	40Cr'ye yakın performans, önemli şaftlar için kullanılır
	20Cr	Karbürleme Söndürme Temperleme	15	Yüzey 50 ～ 60HRC	850	550	375	215	Hem yüksek mukavemet hem de tokluk gerektiren şaftlar için kullanılır
	20Cr		≤60	Yüzey 50 ～ 60HRC	650	400	280	160
	20CrMnTi		15	Yüzey 50 ～ 62HRC	1100	850	525	300
Sfero döküm Dövülebilir demir	QT400-15		-	156 ～ 197	400	300	145	125	Karmaşık şekillere sahip şaftların üretiminde kullanılır
Sfero döküm Dövülebilir demir	QT600-3		-	197 ～ 269	600	420	215	185	Karmaşık şekillere sahip şaftların üretiminde kullanılır