Yay çeliği: 51CrV4, C60S, C67S ve C75S farkı

01

Kısa cevap

Yay çeliği, sertleştirilip menevişlendikten sonra yüksek bir elastik sınır veren çeliktir. Parça yük altında eğilir, yük kalkınca eski şekline döner; çelik buna kalıcı şekil değiştirmeden dayanmalıdır. Bunu yüksek karbon ve alaşım verir.

İki grup vardır. C60S, C67S ve C75S alaşımsız karbon çelikleridir; ince kesitli yaylarda kullanılır. 51CrV4 krom ve vanadyum içeren alaşımlı çeliktir; kalın ve yüksek yüklü yaylarda tercih edilir. Alaşımlı çeliklerin genel çerçevesi için alaşımlı çelik nedir yazısına bakabilirsiniz.

Elastik sınır, malzemenin kalıcı şekil değiştirmeden taşıyabileceği en büyük gerilmedir. Yay çeliğinden beklenen şey bu sınırın yüksek olmasıdır: yük kaldırıldığında parça tam eski ölçüsüne dönmelidir. Yüksek elastik sınır yüksek sertlikle gelir; bu yüzden yay çelikleri sertleştirilip menevişlenmiş durumda kullanılır. Sertlikle birlikte yorulma dayanımı da önemlidir, çünkü yay milyonlarca kez yüklenip boşalır.

02

Dört kalite yan yana

Aşağıdaki tablo dört yay çeliğini karşılaştırır. Karbon aralıkları normdan, eşdeğerler doğrulama kayıtlarındandır.

Tablodaki "–" işareti, bağımsız bir eşleşmenin henüz doğrulanamadığı anlamına gelir; boş değildir. C60S ve C75S için AISI karşılığı kaynaklarda doğrulanamadığından ya da tutarsız olduğundan tabloda yer almaz.

Dikkat: 51CrV4'te karbon, karbon yay çeliklerinden düşüktür. Dayanımı ve sertleşme derinliğini krom ve vanadyum tamamlar.

03

Karbon yay çelikleri: C60S, C67S, C75S

C60S, C67S ve C75S'deki harf ve sayılar şunu söyler: C karbonlu çeliktir, sayı karbonun yüzde değerinin yüz katıdır, S ise yay (spring) çeliği demektir. Silisyum (%0,15–0,35) ve mangan (%0,60–0,90) üç kalitede de aynıdır; fark karbondadır.

Karbon arttıkça sertleşen yapının sertliği artar. C75S en sert yapıya, C60S en tok yapıya ulaşır. Bu denge, yayın görevine göre seçilir.

Bu çelikler tipik olarak sertleştirilmeden önce, yumuşak durumda şekillendirilir ve sonra sertleştirilip menevişlenir. Genellikle şerit ve sac olarak gelir; ince yaylar, rondelalar, pul yaylar ve bıçak benzeri parçalar bu gruptandır. Şeritte kalınlık sınırlıdır; kalın kesitte karbon çeliği yalnız yüzeyde sertleşir.

Not: kükürt üst sınırı için kaynaklar farklı değerler veriyor. Kesin değer için kalite sayfalarındaki güncel notlara bakın.

04

51CrV4 ve vanadyum

51CrV4, yay çeliği olarak en yaygın alaşımlı kalitedir. Adı şöyle okunur: yaklaşık %0,51 karbon, krom (4 ÷ 4 = yaklaşık %1) ve vanadyum. Eski adı 50CrV4'tür; güncel normda 51CrV4 yazılır. Yakın eşdeğeri AISI 6150 ve JIS SUP10'dur; MKE piyasa adı Ç 6150'dir.

Krom sertleşebilirliği artırır. Bu, çeliğin kesitin içine kadar sertleşebilmesi demektir. Karbon yay çeliği kalın bir kesitte yalnız yüzeyde sertleşir; kromlu çelik ise çok daha kalın kesitleri bütünüyle sertleştirir. Vanadyum ise ince taneli bir yapıya ve meneviş sırasında sertliği koruma yeteneğine katkı verir.

Islahlı (+QT) durumda mekanik değerler çapa göre düşer:

Çap büyüdükçe dayanım azalır, çünkü kesitin içi aynı hızda soğuyamaz. Yumuşak tavlı (+A) teslimde sertlik en çok 248 HB'dir.

51CrV4'ün Mn ve Cr aralıkları norm baskısına göre kaynaklarda farklı yazılıyor; bu iki elementin aralığı bu yüzden burada yer almaz. Güncel bileşim için kalite sayfasına bakın.

Hangi yayda hangi çelik? Pul yay standardındaki (DIN EN 16983) bir uygulama bunu gösterir: 1,25 mm'den ince pul yaylarda karbon çeliği C67S, 1,25 ile 6 mm arasında 51CrV4 kullanılır; daha kalın pullar dövme ile yapılır. Kesit kalınlaştıkça alaşımlı çelik devreye girer.

Yay çeliğinde yüzey de önemlidir. Yüzeyde karbon kaybı (dekarbürizasyon) olursa yüzey yumuşar ve yorulma ömrü düşer. Yaprak yay çubuklarında norm bu kaybın en çok ne kadar olabileceğini kalınlığa bağlı bir formülle sınırlar. Yay çeliği alırken yüzey durumunu ve gerekiyorsa karbon kaybı şartını siparişe yazın.

05

Kullanım alanları

Yay çeliklerinin tipik kullanımı: - Karbon yay çelikleri (C60S–C75S): pul yaylar, geri dönüş yayları, rondelalar, ince esnek parçalar, bıçak ve benzeri ısıl işlemli şerit parçalar. - 51CrV4: helis ve yaprak yaylar, burulma çubukları, büyük dişliler, miller, çarklar ve gövde tokluğu yüksek parçalar.

Seçim kesite ve yüke göre yapılır: 1. Kesit ince mi? Karbon yay çeliği çoğu zaman yeterlidir. 2. Kesit kalın mı ya da yük yüksek mi? 51CrV4. 3. Parçanın bir yay mı, yoksa yay özellikli bir makine parçası mı olduğu belirleyicidir; mil ve dişli de 51CrV4'ten yapılır.

Yayın son sertliği ve esnekliği, sertleştirme ve menevişleme ile kazanılır. Bu işlemi yapan yay üreticisi ya da sizin atölyenizdir. Yaylık çelik sayfasında kalitelerin tümü yer alır.

Sipariş satırında kalite adı, norm ve form birlikte yazılır. Yazım örneği (stok bilgisi değil): C67S, EN 10132, levha 3 × 150 × 1000 mm, 10 adet. Teslim durumu yaylar için kritik olduğundan çizimdeki şartı da ekleyin; yay genellikle sizin atölyenizde sertleştirilir, bu yüzden ham malzemenin yumuşak (tavlı) gelmesi çoğu zaman istenir.

06

Stok formu: levha ve sac

Sitedeki yay çelikleri çelik levha formunda listelenir. 51CrV4 ayrıca ıslah çelikleri ailesinde çubuk, kare, lama ve levha olarak listelenir. Ölçü yazımı için kalınlık × en × boy sırasını izleyin.

Hangi kalitenin hangi kalınlık ve ende stokta olduğu teklifte netleşir; levhayı istediğiniz en ve boyda keseriz. Karbon yay çeliklerini eşdeğerlik tablosunda arayabilirsiniz. İlk teklif için C60S kalitesini seçebilirsiniz.

Kaynaklar: EN 10132 (2021; önceki EN 10132-4:2000), EN ISO 683-2:2018; karbon aralıkları ve mekanik değerler üretici veri föyleriyle karşılaştırılmıştır.

07

Sık sorulan sorular