Alaşımlı Çelikler

Mn, Si gibi alaşım elementlerinin bir veya ikisinin çeliğin içindeki değerleri, - en az – Mn %1,65 – Si %0,60 geçmiyor ve kimyasal bileşiminde başka herhangi bir alaşım elementinin belirli bir miktarda – en az – bulunması istenmiyorsa bu çelikler, karbon çeliği sınıfına girer.

Demir – karbon alaşımlarında karbon oranı arttıkça sertlik ve mukavemet artar, ancak tokluk ve süneklik azalır, çarpma mukavemeti düşer. Çeliklerde sünekliği koruyarak mukavemeti arttırmak için değişik türde alaşım elemanları katılır.

Mn, Si gibi alaşım elementlerinin bir veya birden fazlasının, çeliğin içindeki değerleri Mn %1,65, Si %0,60’dan fazla olan ve bunlara eklenen öteki elementlerden birinin veya birkaçının bulunması istenen çelikler, alaşımlı çelikler sınıfına girer.

Alaşım elemanları mukavemet ve tokluğu arttırmadan başka sertleşme yeteneği, korozyon ve yüksek sıcaklığa dayanıklılık gibi diğer önemli özellikleri sağlayabilirler. Bu amaçla çeliğe değişik oranda Mn, Si, Cr, Ni, Mo, W, V ve Ti gibi elemanlar katılır. Böylece endüstride ikibinden fazla tür alaşımlı çelik geliştirilmiştir.

Alaşım elementleri çoğunlukla katı eriyik oluşturmakla beraber bazıları kısmen katı eriyik, kısmen karbür, bazılarında yalnız karbür halinde bulunur. Örneğin Ni, Mn yalnız katı eriyik, Cr kısmen katı eriyik, kısmen karbür, Ti ise karbür halindedir. Özellikle katı eriyik oluşturanların mekanik özellikleri önemli ölçüde etkiler ve ısıl işlemde etkin rol oynarlar. Karbür oluşturan elelmanlar sertliği ve aşınma mukavemetini arttırırlar ısıl işlemlerde notrdürler, özellikle yüksek sıcaklığa dayanıklı olurlar.

Alaşımlı çelikler alaşım elementlerinin oranına göre az alaşımlı ve yüksek alaşımlı çelikler olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar. %5’den az alaşım elemanı  içeren çelikler az alaşımlı çelikler olup çoğunlukla yüksek mukavemetli yapı elemanları ve makina parçaları üretiminde kullanılırlar. Bütün çelikler de su verme işleminde martenzit fazının oluşmasını sağlayan esas eleman karbondur. Dolayısıyla yeterli miktarda karbon bulunan alaşımlı çelikler suverme ile sertleştirilebilir. Yüksek alaşımlı çeliklerde alaşım elemanı %5’in üzerindedir. Bu çelikler genellikle özel amaçlar için kullanılır. %18 Cr ve %8 Ni içeren paslanmaz çelik, %14 Mn içeren yüksek çarpma mukavemetli çelik, %20 Cr içeren yüksek sıcaklığa dayanıklı kalıp çelikleri birer örnek olarak gösterilebilir.

Alaşımlı çeliğin, alaşım elementlerinin alt ve üst limit değerleri arasındaki fark çok az olup, alaşım elementi sayısı arttıkça, alınacak dökümler de uygun olmayanların sayısı fazlasıyla artar. Alaşımlı çelik ingot ve kütüklerinin gerek yüzünde, gerekse içinde meydana gelmesi muhtemel çatlamalara neden olmaması için, özel kuyu ocaklarında ağır ağır soğutulur. Ayrıca haddeleme ve dövme işlemlerinden önce son olarak hatalar giderilir. Bu nedenlerden ötürü alaşımlı çelik yapımı, karbonlu çeliklere kıyasla daha zordur.