KALIP KONSTRÜKSİYONUNDA MALZEME SEÇİMİ

[Hale]

KONSTRÜKSİYONDA MALZEME SEÇİMİ


BÖLÜM 1

1.1 GİRİS
Malzeme bilgisi, Teknik bir elemanda bulunması gereken önemli bilgilerin basında
gelmektedir. Malzeme bilgisi; bu günün medeniyetini ve teknolojisini yarına
ulastıran bir vasıtadır.(1)
Meslek hayatında her gün karsılasacağı problemlerin çözümünde, teknik adamın en
büyük yardımcısı malzeme bilgisidir. Kullanacağı çok çesitli malzemelerin
islenmesinde tam ve sağlam bir malzeme bilgisine sahip olmayan teknik elemanın
yapacağı hatalar bazen çok büyük boyutlara ulasır ve meydana gelen zararların
giderilmesi mümkün olmayabilir.(1)
Kullanım sartlarına uygun malzeme seçiminin yapılabilmesi için, malzeme
davranıslarının, piyasada bulunan mevcut malzemelerin ve bu malzemelerin
islenebilmesinin anlasılması temel bir ihtiyaç olarak ortaya çıkmaktadır.(2)

1.2 MALZEME SEÇİMİNİN TASARIMDAKİ YERİ

Malzeme seçimindeki temel amaç, verilen soruna ve duyulan ihtiyacı karsılamaya
yönelik kurgulanan tasarımı elde edebilmek için belirlenen çalısma kosuları altında
çalısabilecek en uygun ve olabildiğince en uzun ömürlü malzeme seçmektir. Bu
seçimini gerçeklestirmek içinde tasarım prosesinin adımlarına ve döngüsüne hakim
olmak gerekir. Kısaca bu tasarım proses adımlarından bahsedecek olursak;ihtiyacın
fakına varılması, verilen sorun ve ihtiyacın net tanımı,problemin tanımlanması,bilgi
toplama(arastırma), çözüm önerisini belirleme, tasarımı gerçeklestirmeye yönelik
arastırma, sistemin tasarlanması, kalite kontrol, imalat. Bu süreçlerde aktif rol alan
tasarımcı ihtiyaca, üründen beklenen özelliklere, çalısma ve üretim sartlarına göz
önünde bulundurarak en uygun malzemeyi seçmelidir.

Tüm bu etmenlerin dısında tasarımcı kullanacağı malzemenin karakteristik
özelliklerini, bulunabilirliğini(sağlanabilirliği), maliyetini ve ekonomisini de
düsünmek zorundadır ve bu kosullarda karsılıklı bir dengenin kurulması sarttır.

1.3 MALZEME ÖZELLİKLERİ

Malzeme seçiminde en uygun malzemelerin belirlenmesi daha öncede belirtildiği
gibi tasarım sürecini tamamıyla yasamaktan geçmektedir. Malzemenin hangi
kosullarda ve ortamlarda çalısacağı saptandıktan sonra bu çalısmanın gerektirdiği
mekanik özellikler belirlenmelidir. Örneğin bir yataklama yapacak bir parça isin
asınma direnci çok önemlidir veya malzeme ısıl islem görecekse tasarımcı mümkün
olduğunca simetrik bir sekil çıkarmaya özen göstermeli ve malzemede sertlesebilirlik
çok önemlidir.
Örneklerde de görüldüğü gibi malzeme özellikleri uygulama gerekliliğine göre
gözden geçirilerek malzeme seçimi yapılmalıdır.

1.4 MALZEMELERİN BULUNABİLİRLİĞİ
Bu etmen diğerlerine nazaran daha çabuk ve kolay karar verilebilecek bir yapıdadır.
Kullanılacak malzeme tasarımı gerçeklestiren firmanın stoklarında varsa bu firmaya
kolaylık sağmanın yanında birde ileride olası bir sorunda malzeme tedarikinde
karsılasabilecek gecikmeler önlenir. Eğer malzeme stoklarda bulunmuyorsa firma
piyasadan bunu tedarik edecektir. Bu noktada tasarımcı firma piyasayı tanımalı,
malzeme alacağı firmaların minimum üretim miktarlarını ve malzeme teslim
sürelerini bilmelidir. Diyelim ki istenilen çelik 5 tondur. Bunu teknik açıdan
üretebilecek bir küçük çelik kurulusunun elindeki en küçük elektrik ark ocağı 25 ton
kapasiteli ise anılan çelik için baska hiçbir siparis yok ise, çelik sirketi çelik sirketi
25 ton çeliği stoklarına geçirmeyi göze almayıp siparisi geri çevirebilir. Tasarımı
yapılan parçanın bir bitirme programına (temrin programı) göre bitirilmesi
gerekecektir. Bu bakımdan, yurt içinde teknik bakımdan üretilebilecek olan çeliğin
siparisi kabul edilse bile teslim süresinin tasarımı yapıla parçanın tasarımına uyması
gerekir. Buna güzel bir örnek dövme parçalardan verilebilir. Olağan çalısması içinde
bir fabrikanın “üretim programı” vardır. Yeni alınacak siparisler, bu üretim
programını aksatmayacak biçimde onun içine yerlestirilir; ya da parça is yapan küçük
kurulusta belli bir sıralamaya sokulacaktır. Hangi durumda olursa olsun kendi
çalısma kosullarına göre bir teslim süresi vereceklerdir. Dövme parçalarda
büyüklüğe ve diğer islere bağlı olarak bu süre 3 ay ile 12 ay arasında değisebilir.
Eğer teslim süresi kendi programımıza uymuyor ise çelik seçiminde bu da kısıtlayıcı
bir etmen olacaktır(3).
Ayrıca piyasada sıkça kullanılan diğer bir yöntem ise makine yapacak firmaların
büyük hurdacılardan malzeme(örneğin sac) tedarik etmesi, malzeme paslı olmasının
dısında yenisinden pek farkı bulunmamaktadır.

1.5 MALZEME MALĐYETLERİ
Malzemenin maliyeti; döküm, dövme vb. islemler sırasında ürünün karmasıklığına,
tamlığına, üretilecek toplam miktara ve ham madde fiyatına bağlıdır. Bir elemanın
yapılacağı malzeme seçilirken toplam üretim maliyeti göz önüne alınmalıdır. Toplam
maliyet, bütün bitis operasyonlarını (makinede isleme, montaj, kontrol çalısmaları
vb.) içerir. Eğer toplam maliyet beklentinin altında ve kesinlikle gerekli ise daha
pahalı bir malzeme kullanımı yoluna gidilebilir. (4)
Yüksek mukavemet, ısıya karsı direnç, paslanmaya karsı direnç gibi özelliklere sahip
alasımlar genellikle pahalıdır. Bunun nedeni alasım katkılarının saflastırılması ve
alasım proseslerinin yüksek maliyetidir. Alasımlar sadece baska bir çözüm olmadığı
durumlarda kullanılmalıdır. Genelde dikkatli bir tasarım yapılarak maliyeti daha
düsük malzemeler kullanılabilir. Önek olarak bir ürünün ağırlığının ve boyutlarının
büyütülmesi bir sakınca teskil etmiyorsa, daha iyi mukavemet değerine sahip pahalı
malzeme kullanmak yerine, elemanların kalınlığını arttırmak mukavemet
özelliklerini iyilestirip ucuz bir ürün elde etmek mümkündür. Benzer sekilde
paslanma direnci yüksek fakat pahalı bir malzeme kullanmak yerine, yüzeyde
yapılacak ve maliyeti daha düsük bir islemle (örneğin kaplama, boyama vb.) düsük
maliyetli ürün elde etmek mümkündür. (4)


BÖLÜM 2
2.1 ÇELİK MALZEMELERE GENEL BİR BAKIS
Çelik kısaca %2’e kadar karbon içeren demir-karbon alasımlarıdır. Çelik
malzemelerde, karbon miktarına bağlı olarak pek çok çelik türü elde edilir. Söz
gelimi, karbon miktarı % 0,6 – 1,2 arasında olan çelikler alasımsız takım çeliği, %
0,6’ dan az karbonlu çelikler yapı çelikleri olarak tanımlanır. Yapı çeliklerinde %
0,04 – 0,6 karbon miktarları ile yüksek dayanıklılık, yüksek dayanıklılık, yüksek
süneklik ya da iyi sekillendirilebilme amaçlanır. Çok az karbon içeren çelikler
yumusak çelik olarak adlandırılır ve özellikle elektronikte önemli oranda kullanırlar.
Alasım Elementlerinin Etkisi: Çelik malzemelerde belirli özellikleri (mekanik
özellikler olabilir) elde etmek veya istenmeyen bir takım özellikleri azaltmak veya
saptanmıs miktarlarda bulunması zorunlu olan bilesenlere alasım elementi,
istenmediği halde cevher veya üretimden kaynaklanan ve bünyede bulunan
elementlere ise empürite denir. Alasım elementlerinin etkisiyle baska hiçbir
malzemenin özellikleri çelikler kadar değistirilemez. Öyle ki bu durum çelik
malzemelerin, çok genis alanda sınıflandırılmasını mümkün kılmıstır. Alasım
elemanlarının toplam miktarı % 5’ den az olan çeliklere düsük alasımlı çelikler,
alasım elemanlarının toplam miktarı % 5’ den yüksek olan çelikler yüksek alasımlı
çelikler olarak tanımlanır. Alasımsız veya düsük alasımlı çeliklerden istenilen
özelliklerin karsılanmaması durumunda yüksek alasımlı çelikler kullanılır. Bu tür
alasımlandırma normal sıcaklıklarda mekanik dayanımın arttırılması yanında,
öncelikle sıcağa, tufallesmeye ve korozyona dayanım, sıcakta sertlik,
manyetlenmeme gibi bazı seçilmis özelliklerin elde edilmesini amaçlar.

2.2 BELLİ BASLI ÇELİK TÜRLERİ
İmalat ve kalıp sektöründe kullanılan belli baslı çelik türleri asağıdaki gibidir:
1-) TAKIM ÇELİKLERİ
2-) ISLAH ÇELİKLERİ
3-) SEMENTASYON ÇELİKLERİ
4-) YAPI ÇELİKLERİ