Yapısal çelikler, yumuşak çelikler grubuna ait demirli metallerdir. Bu gönderide, en çok kullanılan kaliteler olan S235, S275, S355 ve S420'nin kullanımlarını, mekanik özelliklerini ve kimyasal bileşimini ele alacağız.
Yapısal Çelik Uygulamaları
Yapısal çelikler, yeterli kaliteleri ve nispeten düşük fiyatları nedeniyle çelikler arasında en yaygın olarak kullanılanlardır. Bu kombinasyon onları farklı sektörlerde faydalı kılar. Her yıl yapı çeliklerinin yaklaşık %25'i binaların yapımında kullanılmaktadır.
Makine mühendisleri, yüksek dayanıklılık veya ağır yüklere dayanıklılık gibi pek çok özel ihtiyacı olmayan makineler üretirken bunu tercih eder.
Önerilen makale: halı kaplama firmaları ve zemin uygulamaları hakkında bilgi almak için ilgili sayfayı ziyaret edebilirsiniz.
Bazen düşük ağırlığı korurken malzeme aşınmasına karşı direnç önemlidir. Örneğin ormancılık ve madencilik ekipmanlarında durum böyledir. Daha sonra Hardox ve Strenx gibi aşınmaya dayanıklı ve yüksek mukavemetli çeliklere dönülmesi tavsiye edilir.
Korozyon Koruması
Yapısal çelikler, hava koşullarına karşı ekstra bir koruma katmanı gerektirir. Kolayca aşınmaya eğilimlidirler, bu nedenle bir makinenin çevresinden bağımsız olarak - içeride veya dışarıda - yaygın olarak toz kaplama kullanılır. Kalıcı bir kaplama için, metal yüzey önceden işlemden geçirilmeli (kimyasal aşındırma veya fosfatlama) ve önceden temizlenmelidir (kumlama, yıkama veya silme).
Yapısal çelikleri korozyona karşı korumanın daha dayanıklı bir yolu da galvanizlemedir. Çinko kaplamanın kalitesi ve uygulanabilirliği çeliğin kimyasal bileşimine bağlıdır - fosfor (P) ve silisyum (Si) yüzdesi belirleyicidir:
Si+2,5P<0,05 = 1. sınıf kalite
%0,05≤Si+2,5P≤0,15% = kötü sonuç (Sandelin aralığı)
%0,15
Daha sert koşullar olması durumunda, bunun yerine en yaygın olarak AISI 304 veya AISI 316 olan paslanmaz çelikler kullanılır.
Yapısal Çelik Mekanik Özellikler
Malzemelerin farklı mekanik özelliklerinin henüz farkında değilseniz, buradan başlayabilirsiniz. Yapı çeliğinin adındaki sayı, onun akma dayanımıdır. Plastik deformasyonla bitmeyen MPa cinsinden maksimum yükü gösterir. Bu değerin üzerindeki gerilim metali kalıcı olarak deforme edecektir. S235 çelik durumunda bu değer 235 MPa'dır. Aşağıdaki herhangi bir şey elastik deformasyona neden olur, yani yükü kaldırdıktan sonra detayınız eski şeklini geri kazanır.
Çekme mukavemeti, metali kırmayan maksimum yükü ifade eder. S235 örneğinden devam edersek, bu değer 360…510 MPa arasındadır. Akma mukavemetinden belirgin şekilde daha yüksek olsa da, koşullarınız için doğru malzemeyi seçerken akma mukavemeti değerini göz önünde bulundurmalısınız. Bunun nedeni, çekme mukavemetinin aşılmasının başarısızlık anlamına gelmesi, akma mukavemetinin aşılmasının ise sadece bir deformasyonla sonuçlanmasıdır.
Özellikler tablosu, artan derecelerin daha yüksek mukavemet anlamına geldiğini göstermektedir. S235 ve S355 çelikleri, çoğu ihtiyacı karşıladıkları için burada sunulanlar arasında en popüler olanlardır. S275 pek kullanım alanı bulmuyor ve bulunması daha zor olabilir. S420, daha yüksek mukavemet arayanlar için uygundur ancak her üreticide kolayca bulunmayabilir.
Tüm yapı çeliklerinin sertlik ölçüleri oldukça düşüktür. Gerekirse, bu değerler sertleştirme ile iyileştirilebilir.
Sınıflandırma ve Darbe Dayanımı
Daha önce açıkladığımız rakamların önünde ve arkasında farklı harfler bulabilirsiniz. Yapısal çeliklerin ön eki olarak S harfi vardır, bu da yapısal çelikleri temsil eder. Farklı uygulamalara yönelik çeşitli alternatifler – örneğin basınçlı kap çelikleri için P – vardır.
Ferritik çelikler davranışlarını sıcaklıkla değiştirir. Düşük sıcaklıklarda daha kırılgan ve yüksek sıcaklıklarda biraz daha sünek hale gelirler. Koşullar gerektirdiğinde bunun hesabı sorulmalıdır. Kış boyunca -20°C'de dışarıda kalan bir yapı, bir forklift tarafından devrilebilir ve kırılgan bir kırılmaya neden olabilir. Bu nedenle, doğru darbe direncine sahip bir çelik seçmelisiniz.
S235JR ve S235L2, darbelerle karşılaştığında farklı davranır. J, maksimum 27 Jul, K 40 Jul ve L 60 Jul enerjili bir vuruş yapabileceğini belirtir. R, bu kapasite için minimum sıcaklığın oda sıcaklığında (20°C), 0, 0°C ve 2, -20°C anlamına gelir. Bu nedenle, S235JR oda sıcaklığında sadece 27 Joule darbe alabilirken, S235L2 -20°C'de 60 Joule alabilir. Aşağıdaki videoda Charpy darbe testi ile ilgili her şey iyi bir şekilde gösterilmiştir.
S235J0+N adında bir çelikle karşılaştığınızda artık normalleşmiş oluyorsunuz. Normalleştirme, çelik üzerinde kristal yapısını iyileştirmek ve daha düzgün bir tane boyutu dağılımı sağlamak için kullanılan bir ısıl işlem yöntemidir. İç stresleri ve gerilmeleri ortadan kaldırır. Bu da, sertlik ve dayanıklılıktan ödün vermeden çeliğin işlenebilirliğini, tokluğunu ve sünekliğini iyileştirir.
Görebileceğiniz başka son ekler olsa da, kendimizi en yaygın olanlarla sınırlıyoruz. Sonuncusu MC'dir. S355MC çeliği, mukavemetini bükme gibi soğuk şekillendirme için uygun özelliklerle birleştiren termomekanik olarak işlenir.
Kimyasal bileşim
Tam kimyasal bileşim, gerekli dayanıklılığa bağlı olarak değişecektir. Örneğin, hava koşullarına dayanıklı olması gereken daha güçlü yapısal çelik (örneğin S355W), standart S355'ten biraz farklı bir kimyaya sahip olacaktır.
Kimya hemen hemen aynı olsa bile, farklı üretim proseslerinin (haddeleme, ısıl işlem ve soğutma) kombinasyonu nihai mukavemeti belirler. Örneğin, çelik ne kadar çok haddelenirse o kadar güçlü olur.
TR Çelik Muadilleri
Yapısal çelikler, örneğin çelik kalitesi S355 olarak daha iyi bilinebilir. Ancak bu yazıda bahsettiğimiz her yapı çeliğinin bir EN eşdeğeri vardır. En yaygın olanları ortaya çıkaracağız:
S235JR – EN 1.0038
S235J2 – EN 1.0117
S275JR – EN 1.0044
S275J2 – EN 1.0145
S355JR – EN 1.0045
S355J0 – EN 1.0553
S355J2 – EN 1.0577
S420M – EN 1.8827
Hangisini Seçmelisiniz?
Gerçekten ihtiyaçlarınıza bağlıdır. Bazı metal parçaları lazerle mi keseceksiniz? Detayları daha sonra bükmek ister misiniz? Koşullar için ne tür bir kaplama gereklidir? Ne tür bir yük taşır?
Basitçe söylemek gerekirse, daha iyi bir malzeme daha pahalıya mal olur. Montaj durumunda, farklı malzeme miktarını minimumda tutmak en iyisidir çünkü aksi takdirde her türlü kurulum maliyeti nihai fiyata eklenecektir.
Seçim için en yaygın yöntem, akma dayanımı değeridir. İhtiyaçlarınız yapısal analiz kullanılarak hesaplanabilir. Bunu yapmanın kolay bir yolu, çoğu 3B CAD programında bulunan simülasyon seçeneklerini kullanmaktır. En azından büyüklük sırasının doğru olduğundan emin olmak için kritik noktalar yine de manuel hesaplama ile kontrol edilmelidir.
Her şey her boyutta ve kalınlıkta gelmez. Üstelik her şey stokta yok. Soğuk haddelenmiş saclar 3 mm'ye kadar, bunun üzerinde sıcak haddelenmiş saclar elde edersiniz. Soğuk haddelenmiş olanlar daha düzgün bir yapı avantajına sahiptir. S355MC, yapınızın 3 mm'den daha kalın metallere ihtiyacı varsa, aynı zamanda düzgün bir yapı ve iyi bükülme kalitesi sağlar. Daha ince ise DC01 (başka bir çelik sınıfı) ile devam edin.
Etiketler : yapısal çelik