Çelik ve dökme demir (gri ve dövülebilir) gibi demirli metallerde kullanılan temel madde demirdir.
Pik demir şeklinde kullanılır.
Demir bir baz metaldir, yani birçok farklı metalde bir alaşım maddesidir.
Demir, esas olarak doğada oksit olarak bulunan demir cevherinden üretilir, en önemli iki oksit hematit ve manyetittir.
Demir cevheri yüksek fırında pik demire indirgenir ve safsızlıklar cüruf şeklinde uzaklaştırılır.
Fırına yüklenen hammaddeler arasında demir cevheri, kok ve kireçtaşı bulunur. Üretilen pik demir, çelik veya dökme demir imalatında kullanılır.
Ortak demirli metaller şunları içerir:
Paslanmaz çelikler
Tungsten karbür
Karbon, alet ve alaşımlı çelik
Çelik
Düz karbon çeliği, demir ve karbondan oluşan demirli metallerdir.
Karbon sertleştirici elementtir. Daha sert alaşımlı çelik, krom, nikel ve molibden gibi diğer elementleri içerir.
Dökme demir, silikonla birlikte daha fazla karbon eklenmiş temel karbon çeliğinden başka bir şey değildir.
Çelik için karbon içeriği aralığı yüzde 0,03 ila 1,7 ve dökme demir için yüzde 4,5'tir.
Çelik, açık ocak, Bessemer dönüştürücü, pota, elektrik ark ve indüksiyon gibi çeşitli eritme fırınlarında üretilir. Çoğu karbon çeliği açık ocak fırınlarında yapılırken, alaşımlı çelik elektrik ark ve indüksiyon fırınlarında eritilir.
Fırına yüklenen hammaddeler arasında demir cevheri, pik demir, kireçtaşı ve hurda karışımları bulunur. Eritme işlemi tamamlandıktan sonra çelik ocaktan bir potaya alınır ve daha sonra külçelere veya desenli kalıplara dökülür.
Külçeler, haddeleme işlemleriyle daha da küçülen büyük dikdörtgen çubuklar yapmak için kullanılır. Kalıplar herhangi bir tasarımın dökümü için kullanılır.
Dökme demir
Dökme demir, bir kupol fırınında bir miktar pik demir, kireçtaşı ve kok kömürünün eritilmesiyle üretilir. Ortalamanın üzerinde aşınma direncine sahip kırılgan ve sert bir metaldir. Takım tezgahlarında ve motorlar gibi otomotiv parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Daha sonra kum veya alaşımlı çelik kalıplara dökülür. Gri dökme demir dökümler yapılırken, kalıptaki erimiş metalin katılaşmasına ve açık havada oda sıcaklığına soğumasına izin verilir.
Dövülebilir dökme demir ise, dövülebilir demirin daha az karbon ve silikon içermesi dışında, içerik olarak gri dökme demire benzeyen beyaz dökme demirden yapılır. Beyaz dökme demir, 1500 ila 1700°F (815 ila 927°C) arasında değişen sıcaklıklarda 150 saatten fazla tavlanır.
Sonuç, dövülebilir dökme demir adı verilen bir üründür.
Dökme demirin arzu edilen özellikleri, kimyasal yapı ve yapıdaki farklılık nedeniyle karbon çeliğinden daha azdır.
Sertleştirilmiş çelikte bulunan karbon katı çözelti halindeyken, dökme demir grafit olarak bilinen serbest karbon içerir.
Gri dökme demirde grafit pul şeklindeyken, dövülebilir dökme demirde grafit sfero (yuvarlak) formdadır.
Bu aynı zamanda dövülebilir dökme demirin gri dökme demir ile karşılaştırıldığında daha yüksek mekanik özelliklerini de açıklar.
Demir cevheri
Demir cevheri, oksijeni (indirgeme süreci) ve ondan yabancı toprak maddelerini çıkarmak için bir yüksek fırında kok ve kireçtaşı ile eritilir.
Kireçtaşı, sıvı bir cüruf oluşturmak için toprak maddesiyle birleştirmek için kullanılır. Kok, cevherin indirgenmesi ve karbürizasyonu için gereken karbonu sağlamak için kullanılır. Demir cevheri, kireçtaşı ve kok fırının tepesine yüklenir. Eriticiye önceden ısıtılmış hava püskürtülmesiyle hızlı yanma, oksijenin demirden çıkarıldığı kimyasal bir reaksiyona neden olur.
Demir erir ve ergimiş cüruf, kireçtaşı eriyiği ve kok kömüründen çıkan külden oluşan ergimiş cüruf, eritkenin cevherde bulunan maddelerle tepkimesiyle oluşan bileşiklerle birlikte, ağır demir sıvısı üzerinde yüzer. Her malzeme daha sonra ayrı ayrı çekilir.
Tüm dökme demir, çelik ve dövme demir formları, küçük miktarlarda demir, karbon ve diğer elementlerin karışımından oluşur.
Metalin dökme demir mi yoksa çelik mi olduğu tamamen içindeki karbon miktarına bağlıdır.
Dökme demir çelikten farklıdır, çünkü fazla karbonu (yüzde 1,7'den fazla) her tarafa grafit pulları olarak dağılır ve kalan karbonun çoğunun ayrılmasına neden olur.
Bu grafit parçacıkları, arızaların meydana geldiği yolları oluşturur ve dökme demirin kırılgan olmasının nedenidir.
Silisyum içeriğinin ve soğuma hızının dikkatli bir şekilde kontrol edilmesiyle, herhangi bir belirli miktarda karbonun grafit olarak ayrılmasını veya bir arada kalmasını sağlamak mümkündür. Böylece beyaz, gri ve dövülebilir dökme demirin tümü benzer bir tabandan üretilir.
Dövme demir
Ferforje, neredeyse saf demir olan bir alaşım olan demirli metallerden biridir.
Bir su birikintisi fırınında pik demirden yapılır ve yüzde 0,08'den daha az karbon içeriğine sahiptir. Pik demirde bulunan karbon ve diğer elementler çıkarılır ve neredeyse saf demir kalır.
İmalat sürecinde, bir miktar cüruf, uzunlamasına uzanan cüruf kirişlerinin uzun demir iplikleriyle karıştırıldığı lifli bir yapı oluşturmak için demir ile karıştırılır. Cüruf varlığından dolayı, ferforje paslanmaya neden olan korozyon ve oksidasyona karşı direnç gösterir.
Kullanım Alanları: Ferforje, sundurma korkulukları, çitler, tarım aletleri, çiviler, dikenli teller, zincirler, modern ev mobilyaları, süs eşyaları ve süslemeler için kullanılır.
Yetenekler: Ferforje gaz ve ark kaynağı yapılabilir, işlenebilir, kaplanabilir ve kolayca şekillendirilebilir.
Avantajları: Ferforje, soğukta veya ısıtıldığında kolayca bükülür. Kaynaklanması kolaydır ve yavaş paslanır.
Sınırlamalar: Ferforje düşük sertliğe ve düşük yorulma mukavemetine sahiptir.
Özellikler: Ferforje, Brinell sertlik numarası 105'e sahiptir; 35.000 psi'lik çekme mukavemeti; 7.7 özgül ağırlık; 2750°F (1510°C) erime noktası; ve sünek ve korozyona dayanıklıdır.
Görünüm testi: Dövme demirin görünümü, haddelenmiş, düşük karbonlu çelik ile aynıdır.
Kırılma testi: Ferforje, cüruf dişlerinden dolayı lifli bir yapıya sahiptir. Sonuç olarak, liflerin çalıştığı yönde bölünebilir. Metal yumuşaktır ve bir keski ile kolayca kesilebilir ve oldukça sünektir. Çentiklendiğinde ve büküldüğünde haddelenmiş çelik gibi davranır. Ancak lifli yapısı nedeniyle kopma çok pürüzlüdür. Ferforje sertleştirilemez.
Kıvılcım testi: Dövme demir öğütüldüğünde, taşlama çarkının yakınında saman renginde kıvılcımlar oluşur ve akışın sonuna doğru beyaz, çatallı maytaplara dönüşür.
Torç testi: Ferforje, kıvılcım çıkarmadan sessizce erir. Görünüşte yağlı veya yağlı olan beyaz çizgili tuhaf bir cüruf kaplamaya sahiptir.
Dökme Demir (Gri, Beyaz ve Dövülebilir)
Dökme demir, insan yapımı bir demir, karbon ve silikon alaşımıdır. Karbonun bir kısmı serbest karbon veya grafit olarak bulunur. Toplam karbon içeriği yüzde 1,7 ila 4,5 arasındadır.
Kullanım Alanları: Dökme demir, su boruları, takım tezgahı dökümleri, şanzıman gövdesi, motor blokları, pistonlar, soba dökümleri vb. için kullanılır.
Yetenekler: Dökme demir, lehimli veya bronz kaynaklı, gaz ve ark kaynaklı, sertleştirilmiş veya işlenmiş olabilir.
Sınırlamalar: Dökme demir, kaynaktan önce önceden ısıtılmalıdır. Soğuk çalışılamaz.
Özellikleri:
Dökme demir, 150 ila 220 (alaşımsız) ve 300 ila 600 (alaşımlı) Brinell sertlik numarasına sahiptir.
25.000 ila 50.000 psi (172.375 ila 344.750 kPa) (alaşımsız) ve 50.000 ila 100.000 psi (344.750 ila 689.500 kPa) (alaşımlı) çekme mukavemeti
7.6 özgül ağırlık
Çekme mukavemetinin dört katı olan yüksek basınç mukavemeti
Yüksek sertlik
İyi aşınma direnci
Adil korozyon direnci.
Diğer dökme demir demirli metal türleri aşağıda açıklanmıştır:
Gri Dökme Demir
Erimiş pik demirin yavaş soğumasına izin verilirse, demir ve karbonun kimyasal bileşimi bir dereceye kadar parçalanır. Karbonun çoğu, metal boyunca dağılmış küçük grafit pulları olarak ayrılır.
Bu grafit benzeri karbon, birleşik karbondan farklı olarak, sıradan gri dökme demiri karakterize eden kırığın gri görünümüne neden olur. Grafit mükemmel bir yağlayıcı olduğundan ve metalin tamamı küçük, pul pul yarıklarla püskürtüldüğünden, gri dökme demirin işlenmesi kolaydır ancak ağır bir darbeye dayanamaz.
Gri dökme demir, karbon, manganez, fosfor, kükürt ve silikon karışımı ile yüzde 90 ila 94 metalik demirden oluşur.
Bu metalin özel yüksek mukavemetli kaliteleri ayrıca yüzde 0,75 ila 1,50 nikel ve yüzde 0,25 ila 0,50 krom veya yüzde 0,25 ila 1,25 molibden içerir.
Ticari gri demir yüzde 2.50 ila 4.50 karbon içerir. Karbonun yaklaşık yüzde 1'i demir ile birleştirilirken, yaklaşık yüzde 2.75'i serbest veya grafit halde kalır.
Gri dökme demir yapımında, silikon içeriği genellikle artar, çünkü bu, grafit karbon oluşumuna izin verir.
Dökme demirde bulunan toplam karbonun küçük bir yüzdesi olan birleşik karbon (demir karbür), sementit olarak bilinir.
Genel olarak, dökme demirde ne kadar serbest karbon (grafik karbon) bulunursa, birleşik karbon içeriği o kadar düşük ve demir o kadar yumuşak olur.
Görünüm Testi
Gri dökme demir dökümlerin işlenmemiş yüzeyi çok donuk bir gri renktedir ve parçanın dökümünde kullanılan kum kalıbı tarafından biraz pürüzlü olabilir. Dökme demir dökümler nadiren her yerde işlenir. İşlenmemiş dökümler, pürüzlü kenarları gidermek için yerlerde taşlanabilir.
Kırılma Testi
Bir keski veya demir testeresi ile bir köşeyi işaretleyin ve keskin bir çekiç darbesiyle köşeye vurun.
Kırık yüzeyin koyu gri rengine, grafit formunda bulunan ince siyah karbon lekeleri neden olur.
Dökme demir kırıldığında kısa kırılır. Bir keski ile yapılan küçük, kırılgan talaşlar oluşur oluşmaz kırılır.
Kıvılcım Testi
Bu metal kıvılcım test edildiğinde, tekerleğe yakın düz bir çizgiyi takip eden küçük bir hacimde donuk kırmızı kıvılcımlar verilir.
Bunlar, saman rengine dönüşen birçok ince, tekrarlanan hamleye ayrılır.
Torç Demirli Metaller Testi
Torç testi, sessiz ve jöle benzeri bir kıvama sahip bir erimiş metal birikintisi ile sonuçlanır.
Torç alevi yükseldiğinde, tüy birikintisi yüzeyindeki çöküntü anında kaybolur.
Eridikçe yüzeyde ağır, sert bir film oluşur. Erimiş su birikintisinin sertleşmesi zaman alır ve kıvılcım çıkarmaz.
Beyaz Dökme Demir
Gri dökme demir, erimiş halde ısıtıldığında, karbon, muhtemelen kimyasal olarak demirle birleşerek demirde tamamen çözülür.
Bu erimiş metal hızlı bir şekilde soğutulursa, iki element birleşik halde kalır ve beyaz dökme demir oluşur. Bu tip demirdeki karbon ağırlıkça yüzde 2.5 ila 4.5'in üzerindedir ve birleşik karbon olarak adlandırılır.
Beyaz dökme demir çok sert ve kırılgandır, genellikle işlenmesi imkansızdır ve gümüşi beyaz bir kırığı vardır.
Dövülebilir Dökme Demir
Dövülebilir dökme demir, beyaz dökme demirin hematit cevheri veya demir pulu içeren kutularda yaklaşık 150 saat boyunca 1400 ila 1700°F (760 ve 927°C) arasında ısıtılmasıyla yapılır.
Bu ısıtma, birleşik karbonun bir kısmının serbest veya birleşik olmayan duruma geçmesine neden olur.
Bu serbest karbon, gri dökme demirdeki karbondan farklı bir şekilde ayrılır ve temper karbonu olarak adlandırılır.
Dövülebilir demir dökümlere kırılmadan önce bükülme ve darbeye gri dökme demirden daha iyi dayanma yeteneği veren küçük, yuvarlak karbon parçacıkları şeklinde bulunur.
Dökümler daha çok saf demire benzer özelliklere sahiptir: yüksek mukavemet, süneklik, tokluk ve şoka direnme yeteneği.
Dövülebilir dökme demir kaynaklanabilir ve lehimlenebilir. Kaynak sonrası herhangi bir kaynaklı parça tavlanmalıdır.
Görünüm Testi
Dövülebilir dökme demirin yüzeyi, gri dökme demire çok benzer, ancak genellikle kum içermez. Donuk gridir ve gri dökme demirden biraz daha açık renklidir.
Kırılma Testi
Dövülebilir dökme demir kırıldığında, kırık yüzeyin orta kısmı koyu gridir ve kenarlarında parlak, çelik benzeri bir bant bulunur.
Kırığın görünümü en iyi bir resim çerçevesi olarak tanımlanabilir.
İyi kalitede olduğunda, dövülebilir dökme demir diğer dökme demirlerden çok daha serttir ve çentiklendiğinde kısa kırılmaz.
Kıvılcım Testi
Dövülebilir dökme demir öğütüldüğünde, dıştaki parlak tabaka çelik gibi parlak kıvılcımlar yayar.
İç mekana ulaşıldığında, kıvılcımlar tekerleğin yanında hızla donuk kırmızı bir renge dönüşür.
İç kısımdan çıkan bu kıvılcımlar, dökme demirinkilere çok benzer; ancak, biraz daha uzundurlar ve büyük hacimlerde bulunurlar.
Torç Testi
Erimiş dövülebilir dökme demir, meşale alevi altında kaynar. Alev çekildikten sonra yüzey hava delikleriyle dolacak.
Kırıldığında, erimiş parçalar çok sert ve kırılgandır, beyaz dökme demir görünümündedir (eritme ve oldukça hızlı soğuma ile beyaz veya soğutulmuş demire dönüştürülmüşlerdir).
Dış, parlak, çelik benzeri bant kıvılcımlar çıkarır, ancak merkez yapmaz.
Çelik
Bir demir biçimi olan çelik, dökme demirden daha az karbon içeren, ancak dövme demirden önemli ölçüde daha fazla olan demirli metallerden biridir. Karbon içeriği yüzde 0.03 ila 1.7 arasındadır. Bazik karbon çelikleri, metalin belirli fiziksel özelliklerini arttırmak için krom ve nikel gibi diğer elementlerle alaşımlanır.
Kullanım Alanları: Çelik, çivi, perçin, dişli, yapısal çelik, roller, masalar, davlumbazlar, çamurluklar, keskiler, çekiçler vb. yapmak için kullanılır.
Yetenekler: Çelik, çeliğin türüne bağlı olarak farklı derecelerde işlenebilir, kaynaklanabilir ve dövülebilir.
Sınırlamalar: Yüksek alaşımlı çelik üretmek zordur.
Özellikler: Çelik, düşük karbonlu çelik için 45.000 psi (310.275 kPa), orta karbonlu çelik için 80.000 psi (551.600 kPa), yüksek karbonlu çelik için 99.000 psi (692.605 kPa) ve 150.000 psi (1.034.250 kPa) çekme mukavemetine sahiptir. alaşımlı çelik için; ve 2800°F (1538°C) erime noktası.
Düşük karbonlu çelik (karbon içeriği yüzde 0,30'a kadar. Bu çelik yumuşak ve sünektir ve haddelenebilir, delinebilir, kesilebilir ve sıcak veya soğukken işlenebilir. Kolayca işlenebilir ve tüm yöntemlerle kolayca kaynak yapılabilir. çok fazla sertleşmez, ancak kolayca sertleştirilebilir.
Görünüm Testi
Çeliğin görünümü, bileşimden çok hazırlama yöntemine bağlıdır. Dökme çelik, işlendiği yerler dışında nispeten pürüzlü, koyu gri bir yüzeye sahiptir. Haddelenmiş çelik, tek yönde uzanan ince yüzey hatlarına sahiptir. Dövme çelik genellikle şekli, çekiç izleri veya yüzgeçleri ile tanınır.
Kırılma Testi
Düşük karbonlu çelik kırıldığında, renk parlak kristal gridir. Çip veya çentik atmak zordur. Düşük karbonlu çelik, dövme demir ve çelik dökümler sertleştirilemez.
Kıvılcım Testi
Çelik, dökme demirden daha parlak, beyaz, çatallı maytaplara dönüşme eğilimi gösteren uzun sarı-turuncu çizgiler halinde kıvılcımlar yayar.
Torç Testi
Çelik, eridiğinde kıvılcım çıkarır ve neredeyse anında sertleşir.
Orta Karbonlu Çelik (%0,30 ila %0,50 Arasındaki Karbon İçeriği)
Bu çelik, imalattan sonra ısıl işleme tabi tutulabilir. Yüzey sertliği ve mukavemeti gerektiren parçaların genel olarak işlenmesi ve dövülmesi için kullanılır. Soğuk haddelenmiş veya normalize edilmiş ve tavlanmış durumda çubuk şeklinde yapılır. Kaynak sırasında, hızlı soğutulursa kaynak bölgesi sertleşir ve kaynaktan sonra gerilimden arındırılmalıdır.
Yüksek Karbonlu Çelik (%0,50 ila %0,90 Arasında Karbon İçeriği)
Yüksek karbonlu çelik (karbon içeriği yüzde 0,50 ila 0,90 arasında değişir).
Bu çelik, yüksek kesme gerilimi ve aşınmaya dayanmak için gerekli sert yapıyı geliştirmek için imalattan sonra ısıl işleme tabi tutulan matkaplar, kılavuzlar, kalıplar, yaylar ve diğer takım tezgahlarının ve el aletlerinin imalatında kullanılır.
Isıl işlem öncesi talaşlı imalata uygun olması için çubuk, sac ve tel formlarında tavlanmış veya normalize edilmiş halde üretilir.
Bu çeliğin, kaynaklı bağlantıdaki ısının sertleştirici etkisi nedeniyle kaynaklanması zordur.
Yüksek Karbonlu Çelik Testleri
Görünüm Testi
Yüksek karbonlu çeliğin bitmemiş yüzeyi koyu gridir ve diğer çeliğe benzer. Daha pahalıdır ve genellikle pürüzsüz bir yüzey kalitesi elde etmek için kullanılır.
Kırılma testi
Yüksek karbonlu çelik, genellikle düşük karbonlu çelikten daha beyaz olan çok ince taneli bir kırılma üretir. Takım çeliği, levha çeliğinden veya diğer düşük karbonlu malzemelerden daha sert ve kırılgandır.
Yüksek karbonlu çelik, iyi bir kırmızıya ısıtılarak ve suda söndürülerek sertleştirilebilir.
Kıvılcım testi
Yüksek karbonlu çelik, büyük miktarda parlak sarı-turuncu kıvılcım yayar.
Kıvılcım testi
Erimiş yüksek karbonlu çelik, düşük karbonlu çelikten daha parlaktır ve erime yüzeyi gözenekli bir görünüme sahiptir. Düşük karbonlu (yumuşak) çeliklerden daha serbest kıvılcım çıkar ve kıvılcımlar daha beyazdır.
Yüksek Karbonlu Takım Çeliği
Takım çeliği (karbon içeriği yüzde 0.90 ile 1.55 arasında değişir), keski, kesme bıçakları, kesiciler, büyük kılavuzlar, ahşap tornalama aletleri, demirci aletleri, jilet ve benzeri parçaların imalatında kullanılan demirli metallerden biridir. Keskin bir kesici kenarı korumak için sertlik gereklidir.
Yüksek karbon içeriği nedeniyle kaynak yapmak zordur. Bir kıvılcım testi, birçok ince, tekrarlayan patlamaya sahip orta derecede büyük hacimli beyaz kıvılcımlar gösterir.
Takım çeliklerinin avantajları, bir kesme kenarı tutma yetenekleridir. Matkap uçları, zımbalar, kalıplar ve kesiciler gibi uygulamalar için sıklıkla kullanılır.
Dökme Çelik
Yüzde 0,30'dan fazla karbon ve yüzde 0,20 silikon içeren çelik dökümlerde kaynak yapmak zordur.
Nikel, molibden veya bu metallerin her ikisini içeren alaşımlı çelik dökümler, karbon içeriği düşükse kolayca kaynaklanır.
Krom veya vanadyum içerenlerin kaynaklanması daha zordur.
Manganez çeliği hemen hemen her zaman döküm şeklinde kullanıldığından, döküm çeliği ile de değerlendirilir. Aşınmaya karşı yüksek direnci en değerli özelliğidir.
Dökme Çelik Testleri
Görünüm testi
Dökme çeliğin yüzeyi, dökme veya dövülebilir demirden daha parlaktır ve bazen küçük, kabarcık benzeri girintiler içerir.
Kırılma testi
Dökme çelikteki kırılmanın rengi parlak kristal gridir. Bu çelik serttir ve kısa kırılmaz. Çelik dökümler dövülebilir demirden daha serttir ve keski ile yapılan talaşlar daha fazla kıvrılır. Ancak manganez çeliği o kadar serttir ki bir keski ile kesilemez ve işlenemez.
Kıvılcım testi
Dökme çelikten oluşturulan kıvılcımlar, dökme demirden çok daha parlaktır. Manganez çeliği, kıvılcımın orijinal yoluna dik açılarda parlak kıvılcımlar fırlatarak patlayan işaretler verir:
Kıvılcım testi
Eritildiğinde, dökme çelik kıvılcım çıkarır ve hızla sertleşir.
Çelik Dövmeler
Çelik dövmeler karbon veya alaşımlı çeliklerden olabilir. Alaşımlı çelik dövmeler, düşük karbonlu çeliklerden daha sert ve kırılgandır.
Çelik Dövme Testleri
Görünüm testi
Çelik dövme yüzeyleri pürüzsüzdür. Damla dövme parçaların yüzeyinin bitmediği durumlarda, iki dövme kalıbı arasında metalin sıkışmasından kaynaklanan kanatçık kanıtı olacaktır.
Bu kanat, düzeltme kalıpları tarafından çıkarılır, ancak tanımlama için yeterli miktarda makaslanmış yüzey kalır.
Tüm dövme parçalar, bilerek temizlenmedikçe kırmızımsı-kahverengi veya siyah pul ile kaplanmıştır.
Kırılma testi
Bir çelik dövmedeki kırılmanın rengi, parlak kristalden ipeksi griye kadar değişir. Cipsler serttir; ve bir numune çentiklendiğinde kırılması çelik dökümden daha zordur ve daha ince tanelidir.
Dövme parçalar düşük veya yüksek karbonlu çelikten veya alaşımlı çelikten olabilir. Takım çeliği, levha çeliğinden veya diğer düşük karbonlu malzemelerden daha sert ve kırılgandır.
Kırık genellikle daha beyaz ve daha ince tanelidir. Takım çeliği, iyi bir kırmızıya ısıtılarak ve ardından suda söndürülerek sertleştirilebilir.
Düşük karbonlu çelik, dövme demir ve çelik dökümler faydalı bir şekilde sertleştirilemez.
Kıvılcım testi
Yayılan kıvılcımlar uzun, sarı-turuncu flamalardır ve tipik çelik kıvılcımlardır. Yüksek karbonlu çelikten (makine ve takım çeliği) kaynaklanan kıvılcımlar, düşük karbonlu çelikten gelen kıvılcımlardan çok daha parlaktır.
Kıvılcım testi
Dövme çelikler eritildiğinde kıvılcımlar çıkarır ve karbon içeriği arttıkça kıvılcımların sayısı ve parlaklığı artar.
Alaşımlı çelik
Alaşımlı çelik, kullanımı ile sıklıkla tanınan demirli metallerden biridir.
Farklı ekipman türlerinin imalatında kullanılan birçok alaşımlı çelik çeşidi vardır. Karbon çeliğinden daha fazla mukavemete ve dayanıklılığa sahiptirler ve belirli bir mukavemet, daha az malzeme ağırlığı ile güvence altına alınır.
Manganez çeliği, her zaman döküm durumunda kullanılan özel alaşımlı bir çeliktir (yukarıdaki çelik döküme bakın).
Nikel, krom, vanadyum, tungsten, molibden ve silikon, alaşımlı çelikte kullanılan en yaygın elementlerdir.
Krom, sertleşebilirliği, korozyon direncini ve şok direncini artırmak için karbon çeliklerinde alaşım elementi olarak kullanılır. Süneklikte az kayıpla yüksek mukavemet verir.
Nikel, çeliklerin tokluğunu, mukavemetini ve sünekliğini arttırır ve sertleştirme sıcaklıklarını düşürür, böylece sertleştirme için su ile değil, yağla söndürülür.
Manganez, çelikte daha fazla tokluk, aşınma direnci, daha kolay sıcak haddeleme ve dövme üretmek için kullanılır. Manganez içeriğindeki bir artış, çeliğin kaynaklanabilirliğini azaltır.
Molibden, ısıl işlemle mümkün olan sertleşme derinliği olan sertleşebilirliği arttırır. Çeliğin darbe yorulma özelliği, yüzde 0,60'a kadar molibden ile iyileştirildi. Yüzde 0,60 molibden üzerinde, darbe yorulma özelliği bozulur. Molibden içeriği yüzde 0,75'in üzerinde olduğunda aşınma direnci iyileştirilir. Molibden bazen istenen özellikleri elde etmek için krom, tungsten veya vanadyum ile birleştirilir.
Titanyum ve kolumbiyum (niyobyum), düşük karbon içerikli, korozyona dayanıklı çeliklerde ek alaşım ajanları olarak kullanılır. Metal uzun süre yüksek sıcaklıklara maruz kaldıktan sonra taneler arası korozyona karşı direnci destekler.
Takım çeliğinde bir alaşım elementi olarak Tungsten, küçük miktarlarda kullanıldığında ince, yoğun bir tane oluşturur. Yüzde 17'den 20'ye kadar daha büyük miktarlarda kullanıldığında ve diğer alaşımlarla birlikte kullanıldığında, yüksek sıcaklıklarda sertliğini koruyan çelik üretir.
Vanadyum tane boyutunu kontrol etmeye yardımcı olmak için kullanılır. Sertleşebilirliği artırma eğilimindedir ve belirgin ikincil sertliğe neden olur, ancak temperlemeye karşı dayanıklıdır. Ayrıca oksijeni uzaklaştırmak için imalat sırasında çeliğe eklenir.
Daha fazla sertleşebilirlik ve korozyon direnci elde etmek için çeliğe silikon eklenir ve genellikle güçlü, tok çelik elde etmek için manganez ile birlikte kullanılır. Yüksek hızlı takım çelikleri genellikle kesici takımlar için tasarlanmış özel alaşım bileşimleridir. Karbon içeriği yüzde 0,70 ila 0,80 arasında değişmektedir. Fırın indüksiyon yöntemi dışında kaynaklanmaları zordur.
Yüksek akma dayanımı, düşük alaşımlı yapı çelikleri (genellikle yapısal alaşımlı çelikler olarak adlandırılır), belirli küçük miktarlarda alaşım elementleri içeren özel düşük karbonlu çeliklerdir. Bu çelikler, boyut ve şekle bağlı olarak 90.000 ila 100.000 psi (620.550 ila 689.500 kPa) arasında bir akma mukavemeti ve 100.000 ila 140.000 psi (689.500 ila 965.300 kPa) arasında bir çekme mukavemeti elde etmek için su verilir ve tavlanır. Bu yüksek mukavemetli çeliklerden imal edilen yapısal elemanlar, yaygın yapısal çeliklerden daha küçük kesit alanlarına sahip olabilir ve yine de eşit mukavemete sahiptir. Ayrıca bu çelikler korozyona ve aşınmaya karşı daha dayanıklıdır. Bir kıvılcım testinde, bu alaşım düşük karbonlu çeliklere çok benziyor.
NOT: Bu çelik türü, düşük karbonlu çeliklerden çok daha toktur ve kesme makineleri, düşük karbonlu çelikler için gereken kapasitenin iki katı olmalıdır.
Görünüm testi
Alaşımlı çelik, dövme çelikle aynı görünür.
kırılma testi
Klaşımlı çelik genellikle çok yakın tanelidir; bazen kırık kadifemsi görünür.
Kıvılcım testi
Alaşımlı çelik, hem renk hem de şekil olarak karakteristik kıvılcımlar üretir. Çelikte kullanılan daha yaygın alaşımlardan bazıları ve bunların kıvılcım akışı üzerindeki etkileri aşağıdaki gibidir:
Krom. Yüzde 1 ila 2 krom içeren çelik boyalı sac fiyatları gibi çelikler, kıvılcım testinde üstün özelliklere sahip değildir. Büyük miktarlarda krom, kıvılcım akımı uzunluğunu kromsuz aynı çeliğinkinin yarısına kadar kısaltır, ancak akımın parlaklığını önemli ölçüde etkilemez. Diğer unsurlar akışı aynı ölçüde kısaltır ve daha da matlaştırır. Yüzde 18 krom, yüzde 8 nikel paslanmaz çelik, dövme demirinkine benzer bir kıvılcım üretir, ancak bunun sadece yarısı kadardır. Yüzde 14 krom içeren ve nikel içermeyen çelik, düşük karbonlu kıvılcımın daha kısa bir versiyonunu üretir. Yüzde 18 krom, yüzde 2 karbon çeliği (krom kalıp çeliği), karbon takım çeliğine benzer, ancak üçte biri kadar uzun bir kıvılcım üretir.
Nikel. Nikel kıvılcımı, çatalın hemen önünde kısa, keskin bir şekilde tanımlanmış parlak bir ışık çizgisine sahiptir. S.A.E. çeliklerinde bulunan miktarlarda nikel, yalnızca karbon içeriği çok düşük olduğunda ve patlamalar çok belirgin olmadığında tanınabilir.
Yüksek krom-nikel alaşımlı (paslanmaz) çelikler. Kıvılcım testi sırasında çıkan kıvılcımlar, taşlama çarkının yanında saman renginde ve çizginin sonuna yakın beyaz renktedir. Orta sayıda çatallı patlamaya sahip orta hacimde çizgiler vardır.
Manganez. Bu elementi içeren çelik, karbon çeliği kıvılcımına benzer bir kıvılcım üretir. Manganezdeki ılımlı bir artış, kıvılcım akışının hacmini ve patlamaların gücünü artırır. Normal miktardan daha fazla mangan içeren çelik, düşük mangan içeriğine sahip yüksek karbonlu çeliğe benzer şekilde kıvılcım çıkaracaktır.
Molibden. Bu elementi içeren çelik, dövme demire benzer ayrık bir ok ucu ile karakteristik bir kıvılcım üretir. Oldukça güçlü karbon patlamalarında bile görülebilir. Molibden alaşımlı çelik nikel, krom veya her ikisini birden içerir.
Molibden ile diğer elementler. Yüksek hız çeliğinde tungstenin bir kısmı için molibden ve diğer elementler ikame edildiğinde, kıvılcım akımı turuncuya döner. Diğer elementler kırmızı bir kıvılcım çıkarsa da, renklerinde onları bir tungsten kıvılcımından ayırt etmeye yetecek kadar fark vardır.
Tungsten. Tungsten, tekerleğin yanındaki kıvılcım akışına donuk kırmızı bir renk verecektir. Ayrıca kıvılcım akışını kısaltır, boyutu küçültür veya karbon patlamasını tamamen ortadan kaldırır. Yüzde 10 tungsten içeren çelik, taşıyıcı hatların sonunda kısa, kavisli, turuncu mızrak noktalarına neden olur. Hala daha düşük tungsten içeriği, mızrak noktasının sonunda küçük beyaz patlamaların görünmesine neden olur. Taşıyıcı çizgiler, tungsten içeriği çok yüksek değilse, mevcut diğer elementlere bağlı olarak donuk kırmızıdan turuncuya kadar herhangi bir renkte olabilir.
Vanadyum. Vanadyum içeren alaşımlı çelikler, molibden çeliklerinden kaynaklananlara benzer şekilde, taşıyıcı hattın sonunda ayrılmış bir ok ucuna sahip kıvılcımlar üretir. Kıvılcım testi vanadyum çelikleri için pozitif değildir.
Yüksek hızlı takım çelikleri. Bu çeliklerde bir kıvılcım testi birkaç uzun; çarkın yanında kırmızı ve kıvılcım akışının sonuna yakın saman renginde çatallı kıvılcımlar.
Özel çelik. Levha çeliği, tabanca arabaları gibi kaynaklı kaynaklı yapıların imalatında kullanılır. Nikel levha çeliği kullanıldığında, yüzde 0,25'in üzerinde karbon içermeyen ve birçoğunda hiç nikel içermeyen düşük alaşımlı yapısal çeliklerin ticari kalitelerinin, maksimum karbon içeriği yüzde 0,30 olanlardan daha uygun olduğu bulunmuştur. Düşük karbonlu alaşımlı bir çelik olan zırh plakası bu tür plakalara bir örnektir. Böyle bir levha normal olarak "haddelenmiş" durumda kullanılır. Örtülü elektrot ile elektrik ark kaynağı, kaynaklı bağlantının levha metalin özelliklerine eşit özelliklere sahip olduğu bir yapı üretmek için metalin ön ısıtmasını, ardından uygun gerilim giderici ısıl işlemi (son ısıtma) gerektirebilir.
