16MnCr5 çeliği nedir? Sementasyon çeliği

01

16MnCr5 kısaca

16MnCr5, mangan ve krom katılmış düşük karbonlu bir sementasyon çeliğidir. Werkstoffnummer'i 1.7131, yakın Amerikan karşılığı AISI 5115'tir. Norm adı EN ISO 683-3'tür (güncel baskı ISO 683-3:2022, önceki adı EN 10084:2008).

Sementasyon çeliği, yüzeyi sert, çekirdeği tok parça yapmak için seçilir. Karbonu düşüktür; bu yüzden kendi başına sertleşmez. Yüzeyine karbon işlenip sertleştirildiğinde sert bir kabuk oluşur, çekirdek ise düşük karbonda kalır ve tok kalır. Islah ve sementasyon yolunun farkını ıslah ve sementasyon çeliği farkı yazısında anlattık.

Tek bakışta:

• Karbon: %0,14–0,19 (düşük).
• Teslim sertliği: +A durumunda en çok 207 HB.
• Adları: 16MnCr5 · 1.7131 · AISI 5115.
• Stok formu: çubuk.

16MnCr5, bu ailenin orta zorlamalı parçalar için sık aranan üyelerinden biridir. Tür sayfası: sementasyon çelikleri. Bu yazı kalitenin ne olduğunu, hangi teslim durumunda hangi sertlikte geldiğini ve nerede kullanıldığını verir.

02

Kimyasal bileşim (EN ISO 683-3)

Dikkat edilecek ilk değer karbon: %0,14–0,19. Islah çeliklerinde bu değer %0,38'in üzerindedir. Mangan ve krom, düşük karbonlu çeliğe sertleşebilirlik kazandırır.

Adı okumak

Ad bileşimi özetler. 16, yaklaşık %0,16 karbon demektir. MnCr, mangan ve kromdur. Sondaki 5, mangan için 5 ÷ 4 = yaklaşık %1,25 demektir; normdaki aralık %1,00–1,30'dur. Ad aynı kuralla okunduğu için 20MnCr5 de bir karbon ve mangan basamağı yukarıdadır.

Bakır gibi diğer sınırlar kalite sayfasındaki tabloda yazılıdır; burada karar için gereken elementleri veriyoruz.

03

Teslim durumları: +A, +TH, +FP, +N

Sementasyon çeliği, genellikle işlemeye uygun yumuşaklıkta teslim edilir. Kodlar ve sertlikleri:

Aynı çelik, farklı kodda farklı sertlikte gelir. +A yalnız üst sınır verir; +TH ve +FP hem alt hem üst sınır koyar. Daha dar sertlik aralığı, aynı partide daha tekdüze davranış demektir. Bu yüzden talaşlı imalatta düzenli kesme koşulu isteyen atölyeler +TH ya da +FP ister. +FP ve +N en düşük sertlik bandındadır.

Hangi kod? Basit bir yol: işleme sırasında kesme koşulu düzenli kalsın istiyorsanız dar aralıklı +TH ya da +FP'yi sorun. Yalnızca "yumuşak olsun" diyorsanız +A yeter. Normalize (+N) ise yapıyı homojenleştirir ve yaklaşık +FP ile aynı sertlik bandındadır.

Siparişte kodu yazın. Kod yazılmazsa hangi sertliğin geleceği belirsiz kalır.

04

Sementasyon nasıl çalışır (malzeme bilgisi)

Sementasyon üç adımdır:

1. Karbon verme. Parça karbon verici bir ortamda yüksek sıcaklıkta tutulur. Yüzey karbon alır. Föylerde sıcaklık bilgi olarak yaklaşık 900–950 °C bölgesinde anılır; değer kaynaktan kaynağa değişir ve norm şart koşmaz.
2. Sertleştirme. Parça hızlı soğutulur. Karbonca zengin yüzey sertleşir; düşük karbonlu çekirdek sertleşmez.
3. Meneviş. Düşük sıcaklıkta menevişle gerilmeler azaltılır, kırılganlık düşürülür.

Sonuç: yüzeyde sert, aşınmaya dayanıklı bir kabuk; altında tok bir çekirdek. Kabuk derinliği milimetre mertebesindedir ve işlem parametrelerine bağlıdır. Sementasyon sonrası yüzey sertliği için kalite föylerinde 59–63 HRC anılır; bu rakam bilgi amaçlıdır, norm yüzey sertliği şartı koymaz.

Neden düşük karbon

Karbon yükseldikçe çelik sertleşir ama kırılganlaşır. Dişli gibi parçada iki şey birlikte istenir: dişin yüzeyi aşınmaya dayanmalı, gövde ise darbede kırılmamalıdır. Tek bir bileşimle ikisi birden sağlanamaz. Sementasyon bu çelişkiyi çözer: çekirdek düşük karbonla tok kalır, yüzey sonradan karbon alarak sertleşir.

Islah çeliğiyle yan yana

En çok karıştırılan soru, aynı dişliyi 16MnCr5'ten mi yoksa 42CrMo4'ten mi yapmak gerektiğidir. İki çeliğin tasarım mantığı farklıdır:

Yüzey aşınıyor, gövde darbe alıyorsa 16MnCr5; yük kesitin tamamında taşınıyorsa 42CrMo4. Ayrım, 42CrMo4'ün çapa göre dayanım tablosuyla birlikte okunur.

Sık yapılan üç hata

1. Sementasyon çeliğini ıslah gibi sertleştirmek. Karbonu düşük olduğu için su verilse de kesit boyunca yüksek sertlik oluşmaz. Yüzey karbonu almadan sertleşme beklenmez.
2. Teslim sertliğini son sertlik sanmak. Tablodaki 207 HB gibi değerler tavlı teslim içindir. Sertleşmiş yüzey bunun çok üzerindedir.
3. Norm yüzey sertliği bekleyip bulamamak. Norm, sementasyon sonrası yüzey sertliğini şart koşmaz; bu değer işlem parametrelerine bağlıdır.

05

Kullanım alanları

16MnCr5, orta zorlamalı ve yüzeyi sertleştirilen parçalarda kullanılır:

• orta zorlamalı dişliler
• kumanda parçaları
• eksantrik milleri
• zincir dişlileri

Yük daha yüksekse ya da dişli büyükse bir basamak yukarısı 20MnCr5 olur. 20MnCr5'te karbon, mangan ve krom biraz daha yüksektir; sertleştirme sonrası çekirdek dayanımı yükselir. İkisinin ayrıntılı karşılaştırması ayrı bir yazıda.

Eşdeğer adlara dikkat

16MnCr5, AISI 5115 ile aynı sayılmamalıdır. İki norm yakındır, ama aynı değildir. Teknik resim EN adıyla yazılmışsa siparişi EN adıyla verin. Eski listelerde "16MnCr5" yerine yalnız "5115" yazıyorsa, siparişi vermeden önce EN adıyla teyit edin.

Sipariş öncesi beş soru

1. Parça yüzeyi sertleştirilecek mi, yoksa tüm kesit mi? (İlki sementasyon, ikincisi ıslah.)
2. Hangi teslim durumu: +A, +TH, +FP ya da +N?
3. Çap ve boy nedir?
4. Parça orta zorlamada mı, yoksa daha yüksek yükte mi? (Yüksekse 20MnCr5 sorusu doğar.)
5. Teknik resimde EN adı mı yazıyor, yoksa AISI numarası mı?

06

Stok formu

16MnCr5 çelik çubuk olarak bulunur. Çelik Alaşımları stoktaki çubuğu ölçünüze en ve boyda keser; sementasyon dahil ısıl işlem, talaşlı imalat, pah kırma ve taşlama yapmaz.

Dört ad ve eşdeğer

16MnCr5 (EN adı), 1.7131 (W.Nr), AISI 5115 (yakın eşdeğer). MKE adı bağımsız kaynakla doğrulanmadı. Eşdeğerleri tek tabloda eşdeğerlik tablosunda bulursunuz. Kalite önceden seçili gelen 16MnCr5 teklif formunda çapı ve boyu girersiniz.

Kaynaklar. EN ISO 683-3 (ISO 683-3:2022; önceki EN 10084:2008). Değerler ikinci bağımsız kaynakla karşılaştırılmıştır. AISI karşılığı yakın eşdeğerdir.

07

Sık sorulan sorular