52100 Çelik Teknik Genel Bakış

52100 Çelik Teknik Genel Bakış: 52100, öncelikle yuvarlanan yatak uygulamaları için klasik standart olarak kabul edilen düşük alaşımlı bir çelik sınıfıdır. Yüksek karbon içeriği ve krom ilavesi nedeniyle, özellikle sertlik, aşınma direnci ve yorulma mukavemeti olmak üzere performans özellikleri, diğer yatak çeliklerinin değerlendirilmesinde bir kıstas görevi görür. Bu, zorlu endüstriyel bileşenlerde kanıtlanmış güvenilirliğini gösterir.

1. 52100 Çelik Kimyasal Bileşimi

• Karbon (C):98 – 1.10%
• Krom (Cr):30 – 1.60%
• Manganez (Mn):25 – 0.50%
• Silisyum (Si):15 – 0.35%

Standart çelik üretim uygulamalarına göre eser miktarda Fosfor (P) ve Kükürt (S) minimum seviyelerde tutulur. Kesin yüzdelerin belirli standartlara (örneğin, ASTM A295, AMS 6490/6491) göre biraz değişebileceğini unutmayın.

2. 52100 Çelik Isıl İşlemi ve Elde Edilen Özellikler

52100 çeliğinin optimum özelliklere sahip olabilmesi büyük ölçüde doğru ısıl işlem prosedürlerine bağlıdır.

2.1 Isıl İşlem

1. Austenitleme (Çözelti İşlemi): Yaklaşık 850°C'ye (1560°F) kadar ısıtın.
2. Söndürme: Genellikle yağ içerisinde gerçekleştirilir.
3. Tavlama: Hedef sertlik ve tokluk dengesine bağlı olarak 180-250°C (355-480°F) aralığında gerçekleştirilir.

2.2 Mikro yapı

Uygun ısıl işlem, ağırlıklı olarak hafif temperlenmiş martensitten oluşan bir mikro yapı üretir. Temel özellikler arasında aşınma direncine önemli ölçüde katkıda bulunan ince dağılmış birincil (çözünmemiş) karbürler ve potansiyel olarak küçük bir yüzde (~5%'ye kadar) tutulan ostenit bulunur.

2.3 Doğru İşlemenin Önemi

Isıl işlem, özellikle de tavlama sıcaklığı üzerinde hassas kontrol kritik öneme sahiptir. Daha yüksek tavlama sıcaklıkları genellikle sertliği ve mukavemeti azaltır ancak tokluğu artırabilir. Uygunsuz tavlama sıcaklıkları (örneğin, 350°C / 660°F) gibi yanlış prosedürler, perlit ve aşırı serbest sementit içeren istenmeyen mikro yapılar üretebilir ve bu da erken bileşen arızasına yol açabilir. Tavlama sıcaklığı ile kırılma tokluğu arasındaki ilişki, önemli bir tasarım hususudur.

2.4 Mekanik Özellikler

• Sertlik: Isıl işlemden sonra yüksek sertlik elde edilebilir. Örneğin, optimum kalıp ömrü için genellikle 59-61 HRC hedeflenir.
• Aşınma Direnci: Yüksek karbon içeriği ve mikro yapıdaki sert krom karbürlerinin varlığı nedeniyle mükemmeldir.
• Yorulma Dayanımı: Yüksek yorulma dayanımı, rulmanlarda yuvarlanma teması yorulma direnci için karakteristik ve olmazsa olmazdır.
• Young Modülü: Yaklaşık 210 GPa, yüksek malzeme sertliğini gösterir.

2.5 Kaynaklanabilirlik:

Yüksek karbon içeriği nedeniyle, 52100 çeliği genellikle geleneksel yöntemler kullanılarak kaynaklanamaz olarak kabul edilir. Kaynak girişimleri genellikle ısıdan etkilenen bölgede (HAZ) çatlamaya neden olur.

3. 52100 Çelik Uygulamaları

Yüksek sertlik, aşınma direnci ve yorulma dayanımının birleşimi, 52100 çeliğini çeşitli zorlu uygulamalar için uygun hale getirir:

• Yuvarlanan Elemanlı Rulmanlar: Bunlar öncelikle rulman iç halkaları, dış halkaları, bilyaları ve silindirleri için kullanılır. Birinci sınıf kalite sınıfları (örneğin, AMS6490D, AMS6491E) genellikle havacılık gibi kritik uygulamalarda gelişmiş temizlik ve iyileştirilmiş yorulma ömrü için vakumla eritilmiş (VIM) veya elektroslag yeniden eritilmiş (ESR) malzeme belirtir.
• Takım ve Kalıp: Özellikle yüksek cilalı yüzeylerin gerektiği belirli küçük kalıplar (yaklaşık 50 mm / 2 inç'e kadar) için uygundur. Ayrıca fotokimyasal aşındırma ile üretilen düşük kabartmalı kalıplar için de kullanılabilir.
• Diğer Hassas Bileşenler: Uygulamalar arasında ölçüm blokları, hassas ölçüm aletleri, hibrit şaftlar ve yüksek boyutsal kararlılık ve aşınma direnci gerektiren diğer bileşenler yer alır.
• Bıçaklar: Bunlar, iyi keskinlik gerektiren bazı yüksek performanslı bıçak ağızlarında kullanılır.

4. Yüzey Geliştirme Seçenekleri

Yüzey işlemleri, aşınma veya korozyon direnci gibi yüzey özelliklerini daha da iyileştirmek için 52100 çeliğine uygulanabilir. Örnekler arasında kromlama veya dubleks işlemleri (birleşik Termo-Reaktif Biriktirme/Difüzyon (TRD) ve Plazma Nitrürleme (PN) gibi) bulunur. Araştırmalar, belirli dubleks işlemlerinin yalnızca standart kromlamaya kıyasla üstün aşınma performansı sunabileceğini göstermektedir.

5. Eşdeğer Standartlar ve Alternatifler

5.1 Genel Tanımlar:

• AISI/SAE: 52100
• Çin(GB): Gcr15
• BND: G52986
• DIN (W-Nr): 3505 (100Cr6 olarak da bilinir)
• JIS: SUJ2
• AMS: AMS 6490, AMS 6491 (Premium Uçak Kalitesinde Rulman Çeliği)
• ASTM: A295 (Yüksek Karbonlu Sürtünme Önleyici Rulman Çeliği için Standart Spesifikasyon)

(Not: Uygulamanız için gereken belirli standart revizyonunu her zaman doğrulayın)

5.2 Alternatifler:

Rulman çelikleri alanında araştırma ve geliştirme devam ediyor. 5280 çelik gibi alternatif kaliteler, 52100'e kıyasla sürekli döküm gibi üretim süreçlerini potansiyel olarak basitleştirirken karşılaştırılabilir özellikler sunmak için araştırıldı.

6. Özet

52100, uygun ısıl işlemden sonra mükemmel sertliği, aşınma direnci ve yorulma mukavemeti ile tanınan yüksek karbonlu, kromlu, düşük alaşımlı bir çeliktir. Performansı, ince karbürlerle istenen temperlenmiş martensitik mikro yapıya ulaşmaya bağlıdır. Birçok yuvarlanan yatak uygulaması için endüstri standardı olmaya devam etmektedir ve belirli takımlarda ve hassas bileşenlerde etkili bir şekilde kullanılmaktadır.

Aobo Steel'de 52100 çeliği dövme ve tedarik etme konusunda kapsamlı deneyime sahibiz. Belirli teknik gereksinimlerinizi ve uygulamanız için doğru malzeme çözümünü nasıl sağlayabileceğimizi görüşmek için bizimle iletişime geçin.

7. 52100 çeliği ve D2 çeliği

• Karbon ve Krom İçeriği: D2, 52100'e göre önemli ölçüde daha yüksek karbon ve krom içeriğine sahiptir.

• Uygulamalar: 52100 esas olarak bir yatak çeliğidir, D2 ise özellikle soğuk iş uygulamaları için bir takım çeliğidir.

• Sertlik: D2, ısıl işlem görmüş 52100 kaplama ile benzer veya biraz daha düşük maksimum sertliğe ulaşabilir, ancak aşınma direnci birincil özelliğidir.

• Sertlik: Genel olarak 52100, D2 gibi yüksek karbonlu kalıp çeliklerinden daha tok kabul edilir, ancak D2 kendi sınıfı için iyi bir denge sunar.

• Sertleştirilebilirlik: Her ikisi de tam sertleştirilebilir, ancak D2 hava sertleştirmesidir ve bu da daha büyük kesitlerde daha az bozulmaya yol açar.

• Aşınma Direnci: D2, 52100'den önemli bir farklılaştırıcı olan mükemmel aşınma direnci için özel olarak formüle edilmiştir.

• Korozyon Direnci: 52100, diğer rulman çeliklerine göre nispeten daha düşük korozyon direncine sahipken, D2'nin yüksek krom içeriği, birincil olarak korozyon direncine değil, iyi aşınma direncine katkıda bulunur.

SSS

1. 52100 çeliği ne işe yarar?

• Yuvarlanan yataklar. Özellikle bilyalı ve makaralı yataklar olmak üzere yüksek karbonlu yatak uygulamaları için klasik ve standart bir malzeme olarak kabul edilir.

• Kalıp kesitleri. Kritik olarak cilalanmış yüzeyler gerektiren 50 mm çapa kadar kalıplar için kullanılabilir.

• Toz Transfer Ark (PTA) kaynağında kaplama malzemesi.

• Karbürizasyona gerek kalmadan iyi aşınma direnci gerektiren uygulamalar.

2. 52100 çeliğinin mukavemeti nedir?

52100 çeliğinin dayanımı uygulanan özgül ısıl işleme büyük ölçüde bağlıdır.

• Çekme Dayanımı:

◦585-620 MPa (85-90 ksi) aralığında olabilir.

◦850 °C (1560 °F) sıcaklıkta yağda söndürmeden sonra çekme dayanımı, temperleme sıcaklığına göre değişir.

◦Kalıp uygulamaları için çekme dayanımı, tavlanmış durumda 80.000 psi (552 MPa) ve yağda söndürülüp 400°F'de (204°C) temperlendiğinde 120.000 psi (827 MPa) olarak listelenmiştir.

• Verim Gücü:

◦450 MPa (65 ksi) olabilir.

◦850 °C'den (1560 °F) itibaren yağ söndürmeden sonra, akma dayanımı temperleme sıcaklığına göre değişir.

◦Kalıp uygulamaları için, tavlanmış durumda akma dayanımı 35.000 psi (241 MPa) ve 400°F (204°C) sıcaklıkta yağda söndürülüp temperlendiğinde 93.000 psi (641 MPa) olarak listelenmiştir.

• Basınç Dayanımı:

◦2760 MPa (400 ksi) veya 2930 MPa (425 ksi) değerine ulaşabilir.

3. 52100 ile 1095 çelik arasındaki fark nedir?

Başlıca Farklılıklar Özetlendi:

• Krom İçeriği: 52100 krom içerirken, 1095 önemli miktarda krom içermeyen düz, yüksek karbonlu bir çeliktir.

• Birincil Uygulamalar: 52100 esas olarak bir rulman çeliğidir, 1095 ise genellikle yaylar ve bıçaklar için kullanılan daha genel amaçlı, yüksek karbonlu bir çeliktir.

• Sertleştirilebilirlik:Her ikisi de sertleştirilebilir, ancak 52100'ün krom içeriği ısıl işlem tepkisini etkiler.

• Korozyon Direnci: 52100, krom içeriği nedeniyle düz karbon 1095'ten biraz daha iyi korozyon direnci sunar, ancak her ikisi de korozyona dayanıklı çelik olarak kabul edilmez.