🔬 Kimyasal Bileşim Karşılaştırması: Mukavemetin Temeli

Çeliklerin mekanik özelliklerini belirleyen en kritik faktör, içerdiği alaşım elementleridir. **ST37** ve **ST44** arasındaki temel fark, başta **Karbon (C)** olmak üzere diğer alaşım elementlerinin oranlarında yatar. Karbon miktarının artması, çeliğin **mukavemetini** ve **sertliğini** artırırken, aynı zamanda kaynak kabiliyetini ve sünekliğini düşürür. Yeni standartlarda bu durum, akma mukavemeti değerine göre isimlendirilmiştir.

Yeni Standartlar: S235JR ve S275JR

Avrupa Birliği normlarına uyum süreci ile birlikte, eski standartlar olan **ST37**’nin yerine **S235JR**, **ST44**’ün yerine ise **S275JR** kodları kullanılmaya başlanmıştır. Buradaki sayılar, çeliğin temel karakteristik farkını, yani **minimum Akma Mukavemeti** değerini (N/mm² cinsinden) belirtir:

• **S235JR (Eski ST37):** Minimum Akma Mukavemeti yaklaşık **235 N/mm²**.
• **S275JR (Eski ST44):** Minimum Akma Mukavemeti yaklaşık **275 N/mm²**.

Bu direkt isimlendirme, mühendislere malzemenin performans potansiyeli hakkında ilk bakışta net bilgi verir.

Görüldüğü gibi, **S275JR**’deki (ST44) nispeten daha yüksek karbon içeriği, onun **S235JR**’ye (ST37) göre neden daha yüksek mekanik dayanıma sahip olduğunun temel kimyasal sebebidir.

🏋️ Mekanik Özellikler ve Dayanım Farkları: Akma Mukavemeti ve Çekme Gerilmesi

Yapısal mühendislikte bir çeliğin kullanımına karar verirken dikkate alınan en önemli iki özellik, **Akma Mukavemeti** ($\sigma_y$) ve **Çekme Gerilmesi** ($\sigma_u$)’dir. Bu değerler, malzemenin kalıcı şekil değiştirmeden veya kopmadan önce ne kadar yüke dayanabileceğini gösterir. Yapısal çelik kalitelerinin detaylı karşılaştırması bu alanda kritik rol oynar.

Akma Mukavemeti (Yield Strength)

Akma Mukavemeti, çeliğin **kalıcı deformasyona uğramadan taşıyabileceği maksimum gerilim**dir. Yapısal tasarımlarda esas alınan en kritik değer budur:

• **ST37 (S235JR):** Minimum Akma Mukavemeti (t ≤ 16mm kalınlık için): **235 N/mm²** (MPa).
• **ST44 (S275JR):** Minimum Akma Mukavemeti (t ≤ 16mm kalınlık için): **275 N/mm²** (MPa).

**ST44**, aynı kesit alanında **ST37**’den yaklaşık %17 daha fazla yüke kalıcı hasar almadan dayanabilir. Bu, aynı mukavemeti elde etmek için ST44 kullanıldığında daha ince kesitler ve dolayısıyla **hafifletilmiş yapılar** tasarlanabileceği anlamına gelir.

Çekme Gerilmesi (Ultimate Tensile Strength)

Çekme Gerilmesi, malzemenin **tamamen koptuğu andaki maksimum gerilim** değeridir:

ST44’ün her iki dayanım değeri de daha yüksektir. Bu, yüksek mukavemet gerektiren, daha büyük açıklıklı veya daha yüksek rüzgar/deprem yüklerine maruz kalacak yapılar için **ST44/S275JR**’yi daha uygun bir seçenek yapar.

🏗️ ST37 ve ST44 Uygulama Alanları

Çelik kalitesinin seçimi, projenin maruz kalacağı yük ve çevresel koşullara göre belirlenmelidir. Bu iki popüler çelik, farklı performans ve maliyet noktaları sayesinde geniş bir yelpazede kullanılır:

ST37 (S235JR) Uygulama Alanları

Daha düşük mukavemet ve yüksek sünekliğe sahip olan **ST37/S235JR**, genellikle ikincil taşıyıcılar ve daha az kritik bileşenler için idealdir. Mukavemetin değil, **esnekliğin ve kolay şekillendirilebilirliğin** önemli olduğu yerlerde önceliklidir.

• **Hafif ve Orta Ölçekli Yapılar:** Depo, atölye, küçük çelik konstrüksiyon binaların çatı makasları ve kolonları.
• **Genel İmalat:** Korkuluklar, çitler, makine şaseleri, çerçeveler ve basit levha uygulamaları.
• **Basit Taşıyıcılar:** Köprü ve viyadüklerin yürüme yolları, geçici iskele sistemleri.

ST44 (S275JR) Uygulama Alanları

Daha yüksek akma ve çekme mukavemeti sayesinde, **ST44/S275JR** ağır yüklerin söz konusu olduğu ve kesitlerin optimize edilmesi gereken yerlerde kullanılır. Bu çelik, daha az malzeme kullanarak aynı dayanımı sunar.

• **Ağır Sanayi ve Ticari Yapılar:** Fabrika binalarının ana kolon ve kirişleri, büyük açıklıklı köprüler.
• **Makine İmalatı:** Yüksek gerilmeye maruz kalan vinç konstrüksiyonları, ağır iş makinelerinin gövdeleri.
• **Basınçlı Kaplar:** Orta basınç seviyesindeki tank ve boru sistemleri (belirli kalınlık limitleri dahilinde).

🔥 Kaynaklanabilirlik ve İşlenebilirlik

Karbon eşdeğeri (CEV) arttıkça, çeliğin **kaynaklanabilirliği** düşer. Daha yüksek mukavemet, çeliğin daha sert ve kırılgan olmasına neden olabilir, bu da kaynak sonrası çatlak riskini artırır. ST37 ve ST44 çeliklerinin işlenebilirlik kriterleri bu açıdan ayrılır.

Kaynaklanabilirlik

• **ST37 (S235JR):** Düşük karbon içeriği sayesinde **mükemmel kaynaklanabilirlik** sunar. Ön ısıtma genellikle sadece çok kalın kesitlerde (örneğin 25 mm üzeri) gerekli olur. Standart uygulamalar için en kolay kaynak yapılan çeliktir.
• **ST44 (S275JR):** Nispeten yüksek karbon içeriği nedeniyle, kaynak işlemi ST37’ye göre **daha fazla dikkat** gerektirir. Özellikle kalın kesitlerde veya kritik yapısal uygulamalarda **ön ısıtma** (preheating) ve kontrollü soğutma (post-weld heat treatment) gerekli olabilir.

İşlenebilirlik ve Süneklik

İşlenebilirlik; kesme, bükme, delme gibi talaşlı veya talaşsız imalat işlemlerine karşı malzemenin gösterdiği davranıştır.

• **ST37 (S235JR):** Yüksek sünekliğe (uzamaya) sahiptir. Bu, bükme, form verme ve soğuk şekillendirme işlemlerinde çatlama riskinin **çok düşük** olduğu anlamına gelir. Özellikle sac ve profil imalatında tercih nedenidir.
• **ST44 (S275JR):** ST37’ye göre daha az sünektir ve daha serttir. Bu, işleme sırasında daha yüksek kesme kuvvetleri ve güç gerektirebilir. Ancak daha iyi yüzey kalitesi ve daha az titreşimle çalışma avantajı sunabilir.

💰 Maliyet ve Ekonomiklik: Sünekliğe Göre Seçim Kriterleri

Proje bazında çelik seçimi, sadece teknik değil, aynı zamanda **ekonomik** bir karardır. **ST44/S275JR** daha yüksek dayanıma sahip olsa da, ham çelik ve işçilik maliyeti, tonaj ve kesit optimizasyonu ile dengelenmelidir.

Maliyet Karşılaştırması (Referans Birim Fiyatlar)

Maliyetler piyasa şartlarına göre sürekli değişse de, iki kalite arasındaki oransal fark nispeten sabittir. **ST44 (S275JR)**, **ST37 (S235JR)**’ye göre genellikle %3 ila %8 arasında daha yüksek bir birim **TL/kg** maliyetine sahiptir. Bu, daha yüksek mukavemet elde etmek için ödenen primdir. Güncel piyasa verilerine göre referans birim fiyatları (KDV hariç fabrika teslim):

• **ST37 / S235JR (TL/kg):** Ortalama **28.00 ₺ – 33.00 ₺** aralığında.
• **ST44 / S275JR (TL/kg):** Ortalama **29.50 ₺ – 34.50 ₺** aralığında.

Ancak, **ST44** kullanılarak kolon ve kiriş kesitleri küçültülerek toplam **malzeme tonajı azaltılabilir**. Bu da toplam proje maliyetini düşürebilir. Ekonomiklik analizi, sadece birim fiyata bakarak değil, **toplam tonaj** ve **imalat işçiliği** (kaynak/kesme kolaylığı) göz önüne alınarak yapılmalıdır.

Sünekliğe Göre Seçim Kriteri (Tasarım Önceliği)

Proje tasarımında ana öncelik, malzemenin **davranışı** olmalıdır:

• **Ekonomiklik ve Kolay İmalat:** Projede yüksek yükler yoksa, basit formlar ve bol kaynak işlemi varsa, **yüksek sünekliğe ve kolay kaynaklanabilirliğe** sahip **ST37/S235JR** tercih edilmelidir.
• **Yüksek Dayanım ve Kesit Optimizasyonu:** Yüksek gerilme bölgeleri (örneğin deprem bölgeleri), ağır yüklere maruz yapılar ve mimari olarak ince kesitlerin istendiği projelerde, **daha yüksek akma mukavemeti** sunan **ST44/S275JR** seçimi, daha az malzeme kullanımıyla üstün performans sağlar.

Sonuç olarak, **ST37 (S235JR)** **daha sünek** ve **daha kolay işlenebilir/kaynaklanabilir** bir çeliktir; **ST44 (S275JR)** ise **daha dayanıklı** ve **yüksek mukavemet** gerektiren kritik yapılar için ilk tercihtir. Doğru seçim, her zaman projenin gereksinimlerine göre titizlikle yapılmalıdır.