Sıcak Haddelenmiş Çelikler

Sıcak haddelenmiş çelik, yüksek sıcaklıkta sıvı çelikten elde edilen yarı mamullerden (kütük, blum, slab, ingot) şekillendirilen çelik hammaddedir. Haddelenmiş çelik, farklı mukavemet özellikleriyle birçok alanda kullanılabilir. Sıcak haddelemeden sonra hammadde olarak üretilen sıcak haddelenmiş altıköşe, kare, lama ve yuvarlak kesit tipinde kangal ve çubuk malzemelere soğuk haddeleme prosesi uygulanarak ölçü tolerans hassasiyeti ve yüzey kalitesi kazandırılabilmektedir. Aynı zamanda soğuk haddeleme ile malzemenin mekanik özellikleri de artırılmaktadır. Sıcak haddelenmiş çubuk formunda yuvarlak malzemelere soğuk çekme prosesinin yanı sıra kabuk soyma ve taşlama prosesleri de kullanım amacına bağlı olarak uygulanabilmektedir.

Malzeme, sıcak haddeleme prosesi öncesi tav fırınlarında haddeleme sıcaklığına kadar tavlanır. Kristalleşme sıcaklığının üzerinde yapılan bu uygulama malzemede deformasyon oluşturur. Sıcak haddeleme prosesinde uygulanan yüksek sıcaklık, çeliğe tokluk kazandırır. Sağlam ve istenilen forma ulaşmış kangal ve çubuk hammaddeler birçok alanda kullanılmaktadır.

Haddellenmiş kangal ve çubuklar; farklı ağırlık, kesit tipi ve çap ölçülerinde üretilebilirler. Kangal malzemeler, kesit tipine bağlı olarak değişmekle birlikte yuvarlak kesitli olan kangallarda minimum 10 mm çapına sahip olup daha ince kesit ölçüleri tel olarak adlandırılmaktadır. Sıcak haddelenmiş çubuk malzemelerde minimum 15 mm, maksimum 300 mm çapında üretim sağlanabilmektedir. Geniş kesit aralığı, ürünün haddelemede kolay şekillenmesiyle sağlanmaktadır. Boy uzunlukları 3 metre ile 12 metre aralığında olan sıcak haddelenmiş çelikler, istenen boy ve adetlerde kesilerek teslim edilebilir.

Kangal malzemelerin ağırlığı, üretiminde kullanılan kütük malzemeye bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Ancak çubuk malzemelerde müşteri talepleri doğrultusunda paket ağırlıkları belirlenebilmektedir.

Değirmen mili gibi yüksek yük taşıma kapasitesi ve sürekli döner hareket gerektiren ağır sanayi bileşenlerinin üretiminde sıcak haddelenmiş çelik tercih edilmesinin temel nedeni, bu çeliğin sunduğu yüksek mukavemet, homojen yapı ve işlenebilirlik avantajlarıdır. Sıcak haddelenmiş çelik, yüksek sıcaklıkta haddeleme işlemiyle üretildiği için iç gerilimleri azaltılmış, tane yapısı rafine edilmiş ve şekillendirme işlemlerine uygun hale getirilmiştir. Bu özellikleri sayesinde değirmen mili üretiminde dövme, talaşlı imalat ve ısıl işlem gibi işlemlere sorunsuz entegre olur. Ayrıca, sıcak haddelenmiş çelikler, değirmen milinin uzun ömürlü, darbe ve yorulmaya karşı dayanıklı olmasını sağlar. Bu da hem bakım maliyetlerini azaltır hem de sistem verimliliğini artırır.

Sıcak haddelenmiş çelik çeşitleri, üretim sürecine ve kesit formuna göre farklı kategorilere ayrılmaktadır. Bu çeşitler arasında, otomotiv ve bağlantı elemanları sektörlerinde yoğun kullanılan kangal vasıflı çelik ile literatürde "filmaşin" olarak bilinen, sektörde ise kangal–filmaşin adıyla anılan sarmal formlu ürünler öne çıkar. Yuvarlak çelik ve kare çelik, mil ve mekanik parça üretimi gibi yüksek mukavemet gerektiren alanlarda tercih edilirken, platin çelik, geniş yüzeyli uygulamalar için idealdir. Ayrıca dökümle elde edilen ve daha sonra sıcak haddeleme işlemine tabi tutulan ingot çelik ise, üretimin ilk aşamasını temsil eder. Bu ürün çeşitliliği, farklı sektör ihtiyaçlarına özel teknik çözümler sunmak adına sıcak haddelenmiş çeliği vazgeçilmez kılmaktadır.

Sıcak haddelenmiş yapısal çelikler, geniş bir endüstriyel kullanım yelpazesiyle hem yerel hem de uluslararası pazarlarda yüksek talep gören malzeme gruplarındandır. Bu çeliklerin temel avantajı, yüksek dayanım ve kaynaklanabilirlik özellikleri ile büyük hacimli ve taşıyıcı yapılarda güvenilir performans sunmalarıdır. Yapısal çelik sınıfları arasında öne çıkan S235JR, S355JR, S355J2, ST37, ST44 ve ST52, farklı mühendislik ihtiyaçlarına uygun özellikler taşır ve sektörel bazda geniş bir uygulama alanına sahiptir.

S235JR, iyi kaynaklanabilirliği ve ekonomik oluşuyla özellikle konut inşaatlarında, hafif çelik yapılarda ve boru profillerde tercih edilir. ST37 de benzer şekilde düşük karbon içeriği sayesinde kolay şekillendirilebilir ve kaynak yapılabilir olup, küçük ölçekli yapılar, basit konstrüksiyonlar ve otomotiv alt parçalarında yaygındır.

Daha yüksek mukavemet gerektiren uygulamalarda ise ST52, ST44, S355JR ve S355J2 devreye girer. Örneğin, ST52, yüksek akma dayanımı ve tokluk özellikleri sayesinde hidrolik silindirler, ağır iş makineleri, vinç kolları, köprü kirişleri ve basınçlı kaplar gibi ağır yük altındaki sistemlerde güvenle kullanılır. S355J2 sınıfı çelik ise düşük sıcaklıklarda bile darbe dayanımı göstermesiyle, özellikle zorlu iklim koşullarındaki açık hava projelerinde, yüksek irtifa yapı sistemlerinde ve askeri mühendislik uygulamalarında tercih edilir.

Ayrıca S355JR, dengeleyici mukavemet ve işlenebilirlik özellikleriyle çelik konstrüksiyon binalar, sanayi yapıları, raf sistemleri, altyapı destek elemanları ve çelik köprüler gibi geniş alanlara yayılmıştır.

Bu çeliklerin sıcak haddelenmiş formda üretilmesi, yüksek hacimli üretim süreçlerinde sürekliliği sağlar, ölçüsel çeşitliliği artırır ve proje bazlı stok yönetiminde esneklik yaratır. Akçelik gibi güvenilir tedarikçiler tarafından sağlanan sıcak haddelenmiş yapısal çelikler, hem proje başlangıçlarında hem de bakım ve yedek parça süreçlerinde mühendislik maliyetlerini düşürür, uzun vadeli güvenlik sunar.

Sıcak haddelenmiş alaşımlı vasıflı çelikler, yüksek dayanım, sertleşebilirlik, aşınma direnci ve yorulma dayanımı gibi üstün mekanik özellikleriyle özellikle makine imalatı, otomotiv, savunma sanayi, enerji, ağır sanayi ekipmanları ve hava taşıtları gibi sektörlerde yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu çelik türleri, yüksek performans gerektiren parçaların üretiminde kritik rol oynar. Her bir alaşım sınıfı, sahip olduğu özel bileşenler ve ısıl işlem karakteristikleriyle belirli uygulamalarda öne çıkar.

Örneğin, 42CrMo4 ve onun sülfür ilaveli versiyonu olan 42CrMoS4, yüksek çekme dayanımı, iyi tokluk ve yorulma direnci sayesinde dişliler, miller, kama milleri, bağlantı elemanları ve yüksek basınçlı hidrolik parçalar için ideal malzeme çözümleri sunar. Talaşlı imalat süreçlerinde üstün işlenebilirlik sağlayan 42CrMoS4, seri üretim gerektiren sektörlerde verimlilik avantajı yaratır. Benzer şekilde, AISI 4140 çeliği de yüksek mukavemet, darbe dayanımı ve sertleşebilirlik özellikleriyle öne çıkar. Krom ve molibden alaşımı sayesinde özellikle otomotiv, makine parçaları, şaftlar, kalıplar ve yüksek yük altında çalışan bağlantı elemanlarında yaygın olarak kullanılır. Isıl işlem sonrası yüksek sertlik kazanan 4140, hem yorulma hem de aşınma direnci gerektiren uygulamalar için ideal bir vasıflı çelik seçeneğidir.

34CrNiMo6, nikel ve molibden alaşımlı yapısıyla yüksek darbe dayanımı ve sertleşme derinliği sunar; bu özellikleriyle havacılık, otomotiv transmisyon sistemleri, maden makinaları, bağlantı elemanları ve çarpışma riski yüksek parçalar için ideal bir tercihtir. Özellikle ağır dinamik yüklere maruz kalan parçaların güvenli şekilde çalışabilmesi için tercih edilir.

51CrV4 ve 55Cr3 gibi yay çelikleri, yüksek elastikiyet ve geri kazanım kapasitesi sayesinde süspansiyon sistemleri, otomotiv yayları, zıplama sistemleri, endüstriyel mekanizmalar ve yüksek titreşimli ortamlar için üretilmiş çözümlerdir. Bu malzemeler, ısıl işlem sonrası sertlik kazanarak yorulma direncini artırır.

Yüzey sertleştirme ihtiyacı olan parçalarda kullanılan 20MnCr5, 16MnCr5 ve 8620 çelik, çekirdekten dış yüzeye doğru farklı sertlik profili oluşturulmasına olanak tanır. Bu çelikler, dişliler, eksantrik milleri, krank milleri, kam parçaları ve şanzıman elemanları gibi parçalarda uzun ömür ve aşınma direnci sağlar. Özellikle 8620 çeliği, Amerikan AISI standardında tanımlı olup, yüksek mukavemet ve aşınma direncini birlikte sunarak global pazarda yaygın kullanım görür.

Bu vasıflı çelik türlerinin sıcak haddelenmiş çubuk, lama ve kare formunda sunulması, hem ilk üretim aşamasında hem de dövme ve ısıl işlem öncesinde işlenebilirlik sağlar. Akçelik gibi vasıflı çelik tedarikinde uzmanlaşmış firmalar, bu ürünleri uluslararası kalite standartlarında sunarak, yüksek hassasiyet gerektiren mühendislik projelerine güvenilir çözüm ortaklığı sağlar.

Orta karbonlu çelikler, %0.30–0.60 aralığında karbon içeren ve hem mukavemet hem de şekillendirilebilirlik açısından dengeli özellikler sunan malzeme grubudur. Bu çelikler, genellikle sıcak haddelenmiş formda sunulur ve özellikle otomotiv, makine üretimi, bağlantı elemanları ve genel mühendislik parçalarında kullanılır. 1040 çelik, 1045 çelik, 1050 çelik, C40 çelik ve C45 gibi çelik sınıfları, orta seviyede sertleşebilirlik ve yeterli tokluk gerektiren uygulamalar için ideal tercihlerdir.

Örneğin, 1045çelik ve C45 çelikleri, yüksek çekme dayanımı ve orta derecede darbe dayanımı ile birlikte iyi işlenebilirlik sunar. Bu özellikleri sayesinde miller, pinyonlar, dişli gövdeleri, bağlantı milleri ve hareketli mekanizma parçalarında yaygın şekilde tercih edilir. Isıl işlemle sertleştirildiklerinde daha yüksek yüzey dayanımı sağlanabilirken, çekirdek bölgesi tokluğunu korur. C40 çelik ve 1040 çelik ise benzer kullanım alanlarına sahip olmakla birlikte biraz daha düşük mukavemet gerektiren uygulamalarda tercih edilir.

1050 çelik, daha yüksek karbon içeriği sayesinde daha fazla sertlik ve aşınma direnci sunar. Bu nedenle genellikle yüksek mukavemetli yaylar, zıvana ve pabuç gibi yoğun temas yüzeyi olan makine parçalarında tercih edilir. Aynı zamanda ısıl işlemle yüzey sertleştirme uygulamalarında iyi sonuçlar verir.

AISI 4041 çeliği, krom ve molibden elementi ile alaşımlandırılmış bir orta karbonlu çeliktir. Bu sayede, hem yüksek çekme dayanımı hem de üstün ısıl işlem kabiliyeti sunar. Dişli kutuları, transmisyon milleri, taşıyıcı miller ve bağlantı elemanları gibi parçalar için uygundur. Talaşlı imalatta da işlenebilirliği iyidir, bu da onu hem dayanıklı hem de üretime uygun bir seçenek haline getirir.

42CrMoS4 ise 42CrMo4’ün sülfür ilaveli versiyonudur ve işlenebilirliğin artırıldığı bir alaşımlı orta karbon çelik türüdür. Yüksek darbe dayanımı, iyi tokluk ve ısıl işlem sonrası sertlik kapasitesi sayesinde yüksek performans gerektiren uygulamalarda – örneğin ağır hizmet milleri, bağlantı çubukları, kam milleri ve hassas talaşlı parçalarda – tercih edilir. Sülfür ilavesi sayesinde otomatik işleme makinelerinde üretim sürecini hızlandırır ve yüzey kalitesini artırır.

Orta karbonlu çeliklerin sıcak haddelenmiş formda sunulması, hem stoklama kolaylığı hem de farklı ebat seçeneklerinde hızlı temin avantajı sağlar. Akçelik gibi teknik uzmanlığı yüksek bir tedarikçi tarafından sunulan bu ürünler, kalite sürekliliği ve lojistik esneklik açısından endüstriyel projelere güvenilir destek sağlar.

Sıcak haddelenmiş çelik ile sıcak dövülmüş çelik arasındaki temel fark, üretim yöntemleri ve bu yöntemlerin malzeme üzerindeki etkileridir. Sıcak haddelenmiş çelik, yüksek sıcaklıklarda çelik kütüklerin merdaneler arasında geçirilerek istenilen kalınlıkta levha, sac veya profil haline getirilmesiyle üretilir; bu yöntemle geniş yüzeyli ve ekonomik ürünler elde edilir. Buna karşın sıcak dövülmüş çelik, benzer sıcaklıklarda darbe veya presleme yoluyla şekillendirilir, bu da malzemenin tane yapısını sıklaştırarak daha yüksek mukavemet ve homojenlik kazandırır. Dolayısıyla sıcak dövülmüş çelik daha zorlu mekanik şartlara dayanırken, sıcak haddelenmiş çelik genellikle yapı ve imalat sektörlerinde tercih edilir.