Metal adlandırma kurallarını kavramak, mühendisler, satın almacılar ve tasarımcılar için küresel pazarda gezinmek ve uygulamaları için doğru malzemeleri seçmek için esastır.
1 Giriş: Metallerin Dili
Metal belirleme sistemleri, endüstride kullanılan çok çeşitli metal ve alaşımları tanımlamak ve sınıflandırmak için standart bir dil sağlar. Rastgele sayı ve harf dizileri olmak yerine, bu kodlar bir malzemenin kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri, işleme yöntemi veya bunların bir kombinasyonu hakkında belirli bilgiler iletecek şekilde yapılandırılmıştır. Bu dili anlamak, tedarikte malzeme belirtmek, imalatta kaliteyi sağlamak ve havacılık, inşaat ve tıbbi cihaz endüstrilerinde kritik uygulamalarda güvenliği korumak için çok önemlidir.
Bu sistemler, uluslararası tedarik zincirleriyle çalışan profesyoneller için karmaşık bir ortam yaratarak, ülke ve standardizasyon kuruluşlarına göre önemli ölçüde farklılık gösterir. Amerikan Birleşik Numaralandırma Sistemi (UNS), Çin GB standartlarından veya Alman DIN normlarından önemli ölçüde farklıdır. Bu çeşitliliğe rağmen, çoğu sistem, anlaşıldığında gömülü bilgilerini ortaya çıkaran mantıksal kalıpları izler. Bu kılavuz, dünyanın başlıca metal belirleme sistemlerinin arkasındaki temel metodolojileri deşifre ederek, referans alınan standarttan bağımsız olarak bilinçli malzeme kararları vermenizi sağlar.
2 Metallerin Temel Sınıflandırması
Belirli adlandırma kurallarına girmeden önce, metallerin sınıflandırıldığı geniş kategorileri anlamak önemlidir, çünkü bu genellikle nasıl belirlendiklerini etkiler.
Demir Bazlı ve Demir Dışı Metaller: En temel ayrım, birincil bileşeni olarak demir içeren demir bazlı metalleri (örneğin, çelikler ve dökme demirler) ve birincil bileşeni olarak demir içermeyen demir dışı metallerden (örneğin, alüminyum, bakır, titanyum, çinko) ayırır. Bu ayrım genellikle belirleme sisteminin yapısına yansır.
Saf Metaller ve Alaşımlar: Sistemler ayrıca, metalik formdaki elementler olan saf metaller (örneğin, %99,9 alüminyum) ile en az biri metal olan iki veya daha fazla elementin karışımları olan alaşımlar arasında ayrım yapar. Alaşım belirlemeleri tipik olarak daha karmaşıktır ve bileşen elementleri hakkında bilgi kodlar.
Dövme ve Döküm Ürünler: Birçok sistem, ürün formunu belirtmek için farklı önekler veya sonekler kullanır. Dövme ürünler (örneğin, sac, çubuk, boru), mekanik olarak şekillendirilmiştir ve genellikle, erimiş metalin bir kalıba dökülmesiyle oluşturulan döküm ürünlere kıyasla farklı mikro yapılar ve özellikler ile sonuçlanır.
3 Başlıca Uluslararası Standardizasyon Sistemleri
Farklı ülkeler ve bölgeler, her biri kendi belirleme felsefesine sahip kendi standart organizasyonlarını geliştirmiştir. Aşağıdakiler, küresel ticaret ve mühendislikte karşılaşılan en etkili sistemlerdir.
3.1 Amerikan Sistemi (SAE/AISI, ASTM, UNS, AMS)
Amerikan sistemi tek bir standart değil, tamamlayıcı belirlemelerden oluşan bir ekosistemdir.
SAE/AISI Çelik Belirlemeleri: On yıllardır, Otomotiv Mühendisleri Derneği (SAE) ve Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü (AISI) sistemleri, ABD'de karbon ve alaşımlı çelikleri belirlemenin birincil yöntemleriydi. Bunlar tipik olarak, ilk iki basamağın alaşım ailesini (örneğin, karbon çeliği için "10", krom-molibden çeliği için "41") ve son iki basamağın yüzde yüzün onda biri cinsinden nominal karbon içeriğini gösterdiği dört basamaklı bir kod kullanır. İkinci ve üçüncü basamaklar arasına eklenen bir "B" (örneğin, 10B46), sertleşebilirliği artırmak için bor ilavesini gösterir.
Birleşik Numaralandırma Sistemi (UNS): UNS, farklı numaralandırma sistemleri arasındaki karışıklığı en aza indiren bir çapraz referans veritabanı sağlamak için kurulmuştur. Bir UNS numarası, bir spesifikasyonun kendisi değil, diğer standartlarda belirli bir bileşime bağlanan benzersiz bir tanımlayıcıdır. Tipik olarak, beş basamaklı bir sayıyı (örneğin, karbon çeliği için G10400, bakır alaşımı için C36000) izleyen tek bir harften oluşur. Harf, metal ailesini gösterir: karbon ve alaşımlı çelikler için 'G', alüminyum için 'A', bakır için 'C', paslanmaz çelikler için 'S' ve takım çelikleri için 'T' ve diğerleri.
ASTM ve AMS Belirlemeleri: Amerikan Test ve Malzemeler Derneği (ASTM) ve Havacılık Malzemeleri Spesifikasyonları (AMS), genellikle bir malzemenin özelliklerine veya uygulamasına, katı bir kimyasal formüle değil, atıfta bulunabilen açıklayıcı kodlar kullanır. Örneğin, bir "ASTM A36" çeliği, mekanik özellikleri (öncelikle 36 ksi'lik minimum akma dayanımı) ile tanımlanırken, "AMS 4911" bir titanyum alaşımlı sac ürün formunu belirtir.
3.2 Çin Ulusal Standartları (GB)
Çin Standartlaştırma İdaresi (SAC) tarafından yönetilen Çin GB standartları, Çince Pinyin harfleri ve sayıları kullanan sistematik bir yaklaşım kullanır.
Çelikler: Çelikler için, önekler genellikle kullanım veya işlem rotasını belirtir. Birincil belirlemesi Akma Dayanımına dayanan çelikler için 'Q' kullanılır. Alaşımlı yapısal çelikler, karbon içeriğini gösteren sayılarla başlayabilir, ardından birincil alaşım elementlerinin kimyasal sembolleri ve yüzdeleri gelir.
Demir Dışı Metaller: Sistem, ana metalin Çince adından türetilen Pinyin harflerini kullanır.
Alüminyum ve alaşımları 'L' ("Lü"den) ile belirtilir.
Bakır ve alaşımları 'T' ("Tong"dan) kullanır.
Müteakip harfler ve sayılar daha sonra alaşım türünü, serisini ve belirli sınıfı belirtir. Örneğin, 'LF'de, 'L' alüminyumu temsil eder ve 'F' ("Fang") paslanmaya karşı alaşım olduğunu gösterir. Dökme alüminyum alaşımları, "Zhu Lü" (dökme alüminyum) için 'ZL' kullanır.
3.3 Avrupa Sistemleri (DIN, EN)
Alman DIN: Deutsches Institut für Normung (DIN) standartları, ayrıntılı ve açıklayıcı belirlemeleriyle bilinir. Çelikler için sistem, genellikle sayının minimum çekme dayanımını temsil ettiği (örneğin, ~420 MPa çekme dayanımına sahip bir çelik için St42) veya kimyasal bileşim için bir kodun (örneğin, ~%0,15 C'ye sahip bir karbon çeliği için C15E, "E" yüzey sertleştirmesi için) kullanıldığı harf ve sayıların bir kombinasyonunu kullanır. Alfanümerik kodlar, alaşım elementlerini ve bunların yaklaşık miktarlarını detaylandıran oldukça spesifiktir.
Avrupa Normu (EN): EN sistemi, uyum sağlamayı amaçlayarak, Avrupa Birliği içindeki birçok ulusal standardın yerini almaktadır. Genellikle, ABD UNS sistemine benzer bir ilkeyi benimser, DIN gibi eski ulusal standartları içeren ve çapraz referans veren bir üst küme görevi görür. EN standartlarının kendi numaralandırma şemaları vardır, ancak netlik için sıklıkla eski belirlemeye bir bağlantı korurlar.
3.4 Japon Endüstriyel Standartları (JIS)
Japon Endüstriyel Standartları (JIS) sistemi, genellikle sayılarla birlikte malzeme kategorisini belirtmek için tek veya çift harf kullanır. Çelikler için, 'S' öneki "Çelik" anlamına gelir. Bunu, belirli tür için ek harfler izler: yapılar için karbon çeliği için 'S-C', karbon takım çeliği için 'S-K', paslanmaz çelik için 'SUS' ve ısıya dayanıklı çelik için 'SUH'. Takip eden sayılar tipik olarak çekme dayanımını, bir seri numarasını veya paslanmaz çelikler söz konusu olduğunda, genellikle AISI tipine karşılık gelir (örneğin, SUS304, kabaca AISI 304'e eşdeğerdir).
3.5 Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO)
Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO), küresel olarak uyumlu standartlar oluşturmayı amaçlamaktadır. Belirlemeleri genellikle başlıca ulusal sistemler arasındaki boşlukları kapatmaya çalışır. Örneğin, çelikler için ISO 683 serisi, mantıksal ancak bir referans tablosu olmadan her zaman sezgisel olmayan belirlemelerle, kimyasal bileşime ve ısıl işleme dayalı bir sistem kullanır. ISO sisteminin gücü, uluslararası sözleşmeler ve teknik dokümantasyon için tarafsız bir referans noktası rolünde yatmaktadır.
4 Belirli Malzeme Kategorilerinin Kodunu Çözme
Belirleme sistemlerinin mantığı, belirli malzeme ailelerine uygulandığında daha net hale gelir.
4.1 Çelik ve Demir Bazlı Alaşımlar
Çelik adlandırma kuralları, genellikle bileşim, mekanik özellikler ve uygulama hakkında bilgi harmanlayarak en çeşitli olanlardır.
| Önek/Sembol | Standart Sistem | Tipik Anlam/Uygulama |
| 10XX, 41XX, vb. | SAE/AISI | İlk iki basamağın alaşım serisini ve son ikisinin karbon içeriğini gösterdiği dört basamaklı bir kod. |
| Q + Akma Dayanımı | GB (Çin) | Birincil belirlemesi Akma Dayanımına dayanan çelik (örneğin, Q235, 235 MPa'lık bir akma dayanımına sahiptir). |
| S + Harf | JIS (Japonya) | Çelik için 'S', ardından kategori için bir harf (örneğin, yapılar için karbon çeliği için 'S-C'). |
| St + Sayı | DIN (Almanya) | "Stahl" (çelik) için St, sayı minimum çekme dayanımını gösterir (örneğin, St42). |
| G | UNS (ABD) | UNS sisteminde karbon ve alaşımlı çelikler için harf öneki. |
| AISI 304 / SUS304 | AISI (ABD) / JIS (Japonya) | Yaygın bir paslanmaz çelik kalitesi; "300 serisi" östenitik yapıyı gösterir. |
Paslanmaz Çelikler: Çoğu sistem, paslanmaz çelikleri östenitik (200 ve 300 serisi), ferritik (400 serisi) ve martensitik (400 serisi) gibi ailelere sınıflandırır. Yaygın olarak kullanılan AISI 3 basamaklı sistem (örneğin, 304, 316), JIS (SUS304 olarak) gibi diğer birçok ulusal standartta doğrudan veya dolaylı olarak referans alınır.
Takım Çelikleri: Bunlar genellikle uygulamalarına ve alaşım içeriğine göre belirlenir. AISI sistemi, hava sertleştirmesi için 'A', yağ sertleştirmesi için 'O', su sertleştirmesi için 'W' ve sıcak iş takım çelikleri için 'H' gibi harfler ve ardından bir sıra numarası kullanır.
4.2 Alüminyum ve Alüminyum Alaşımları
Alüminyum belirlemeleri, öncelikle, ABD UNS'de ve diğer uluslararası standartlar için bir temel olarak da dahil olmak üzere, yaygın olarak benimsenen Alüminyum Birliği tarafından geliştirilen dört basamaklı bir sistem tarafından yönetilir.
Dövme Alaşımlar:
1xxx Serisi: %99,00 minimum alüminyum (örneğin, 1050, 1100).
2xxx Serisi: Bakır, ana alaşım elementidir (örneğin, uçaklarda kullanılan 2024).
3xxx Serisi: Manganez, ana alaşım elementidir (örneğin, genel amaçlı kullanım için 3003).
4xxx Serisi: Silisyum, ana alaşım elementidir (örneğin, kaynak teli için kullanılan 4043).
5xxx Serisi: Magnezyum, ana alaşım elementidir (örneğin, deniz uygulamaları için 5052, 5083).
6xxx Serisi: Magnezyum ve silisyum (Mg2Si oluşturmak için); ısıl işlem görebilir (örneğin, ekstrüzyonlar için 6061, 6063).
7xxx Serisi: Çinko, ana alaşım elementidir (örneğin, yüksek mukavemetli bir havacılık alaşımı olan 7075).
Döküm Alaşımlar: Benzer bir 3 basamaklı sistem artı bir ondalık sayı kullanın (örneğin, 356.0, A380.0). İlk basamak alaşım grubunu gösterir.
Temper Belirlemesi: Bir alüminyum belirlemesinin önemli bir parçası, malzemenin durumunu gösteren temperdir. Alaşım numarasını takip eder ve bir tire ile ayrılır (örneğin, 6061-T6). Yaygın temperler arasında tavlanmış için 'O', imal edildiği gibi için 'F', gerilimle sertleştirilmiş için 'H' ve ısıl işlem görmüş için 'T' bulunur.
4.3 Bakır ve Bakır Alaşımları
Bakır alaşımları, öncelikle, bunları birincil alaşım elementlerine göre gruplandıran UNS sistemi kullanılarak belirlenir.
Bakır (C1xxxx): Yüksek elektriksel iletkenliğe sahip alaşımsız bakırlar.
Yüksek Bakır Alaşımları (C16xxx-C19xxx): Diğer elementlerin küçük ilaveleri olan alaşımlar.
Pirinçler (C2xxxx - C4xxxx): Bakır ve çinko alaşımları. UNS numarası genellikle "Kartuş Pirinci" (C26000) veya "Deniz Pirinci" (C46400) gibi daha eski, daha tanıdık adlarla ilgilidir.
Bronzlar (C5xxxx - C6xxxx): Tarihsel olarak bakır-kalay alaşımları, ancak terim artık alüminyum bronzlar (C6xxxx), silisyum bronzlar (C64xxx) ve fosfor bronzlar (C5xxxx) gibi birincil alaşım olarak çinko dışındaki elementlere sahip bakır alaşımlarını kapsar.
Bakır-Nikeller (C7xxxx): Mükemmel korozyon direncine sahip bakır ve nikel alaşımları (örneğin, C71500).
5 Pratik Uygulamalar ve Çapraz Standart Kullanımı
Farklı uluslararası standartlar arasında gezinmek yaygın bir zorluktur.
Çapraz Referans Tabloları ve El Kitapları Kullanmak: Bir çizim veya spesifikasyon, alışılmadık bir standart altında bir malzeme çağırıyorsa, ilk adım güvenilir bir çapraz referans tablosuna veya el kitabına danışmaktır. Bu kaynaklar, farklı standartlardaki eşdeğer veya benzer kaliteleri listeler. "Eşdeğer"in her zaman "özdeş" anlamına gelmediğini anlamak çok önemlidir; izin verilen safsızlık seviyelerinde veya işleme gereksinimlerinde ince ancak önemli farklılıklar olabilir.
Malzeme Seçimi ve İkamesi İçin Kritik Hususlar: Yalnızca bir çapraz referans tablosundan kimyasal bileşim eşleşmesine dayalı olarak bir malzemenin ikame edilmesi riskli olabilir. Kapsamlı bir değerlendirme şunları dikkate almalıdır:
Mekanik Özellik Gereksinimleri: İkamenin belirtilen tüm mukavemet, süneklik ve tokluk değerlerini karşıladığını doğrulayın.
Isıl İşlem Tepkisi: Farklı işleme rotaları, farklı mikro yapılar ve performanslara yol açabilir.
Korozyon Direnci: Bileşimdeki küçük farklılıklar, korozyon davranışını önemli ölçüde etkileyebilir.
Kaynaklanabilirlik ve Şekillendirilebilirlik: Bu işleme özellikleri, temel bir kalite belirlemesinde her zaman tam olarak yakalanmaz.
Uygulanabilir Spesifikasyonlar ve Sertifikalar: Düzenlemeye tabi tutulan endüstrilerde (havacılık, tıp, nükleer), bir malzemenin genellikle sadece "benzer" bir malzeme değil, belirli bir standarda göre tedarik edilmesi ve sertifikalandırılması gerekir.
