Yay çeliği (karbon çeliği)
Genel amaçlı yayların büyük çoğunluğu soğuk çekilmiş yay çelik telinden üretilir. Ekonomiktir, iyi yay özelliği gösterir ve geniş bir dayanım aralığında bulunur.
Sınıflar dayanıma göre ayrılır: SL (düşük), SM (orta), SH (yüksek), DH (çok yüksek) çekme dayanımı. Aynı geometride SH sınıfı bir tel, SL sınıfına göre daha yüksek yük taşır.
Tek zayıf noktası korozyondur: karbon çeliği korumasız bırakıldığında paslanır. Bu yüzden yüzey işlemi (çinko kaplama, siyah oksit, fosfat veya boya) neredeyse her zaman gereklidir. Korozyon aynı zamanda yorulma çatlağının başlangıç noktasını oluşturduğu için, koruma yalnızca görsel değil ömür meselesidir.
Paslanmaz çelik 304 ve 316
Paslanmaz çelik, kaplama gerektirmeden korozyona direnir. İki yaygın sınıf arasındaki fark molibden içeriğidir.
AISI 304: Genel amaçlı. Nemli ortamlar, gıda ekipmanları, iç mekân uygulamaları için yeterli. Daha ekonomik.
AISI 316: Molibden içerir, klorüre dayanıklıdır. Deniz suyu, tuzlu hava, klorlu su, kimyasal tesis ve medikal uygulamalar için gerekli.
Karar kuralı: ortamda tuz veya klor varsa 316, yoksa 304.
Önemli mekanik fark: paslanmaz çelik yaylar aynı geometrideki karbon çeliği yaylardan yaklaşık %5-6 daha yumuşaktır (kayma modülü daha düşüktür). Aynı kuvveti korumak için tel çapı bir kademe artırılmalı veya tur sayısı azaltılmalıdır. Paslanmaz yay detayları →
Krom vanadyum ve krom silisyum
Alaşımlı yay çelikleri, yüksek yorulma dayanımı ve ısıya dayanıklılık gerektiren uygulamalar içindir.
Krom vanadyum: Tekrarlı ve şok yüklenen yaylarda tercih edilir. Kalıp yayları, valf yayları ve süspansiyon yaylarında yaygındır. Yaklaşık 220 °C'ye kadar özelliklerini korur.
Krom silisyum: Daha yüksek dayanım ve sıcaklık direnci sunar; ağır yüklü süspansiyon ve motor valf yaylarında kullanılır.
Bu malzemeler karbon çeliğine göre pahalıdır; yalnızca yorulma veya sıcaklığın gerçekten kritik olduğu uygulamalarda tercih edilmelidir.
Bakır alaşımları: fosfor bronz ve berilyum bakır
Elektriksel iletkenlik gereken yaylarda (konnektör pinleri, temas yayları, elektrot yayları) çelik uygun değildir; bakır alaşımları kullanılır.
Fosfor bronz: İyi iletkenlik ve orta seviye yay özelliği. Ekonomiktir ve yaygın kullanılır.
Berilyum bakır: Bakır alaşımları arasında en yüksek yay özelliğini sunar; ısıl işlemle dayanımı artırılabilir. Yüksek performanslı konnektör ve sensör yaylarında kullanılır.
Her ikisi de manyetik değildir; manyetik alan hassasiyeti olan uygulamalarda da tercih edilir.
Sıcaklığın etkisi
Sıcaklık, yay malzemesi seçiminde çoğu zaman gözden kaçan bir kriterdir. Yüksek sıcaklıkta iki sorun ortaya çıkar: malzemenin elastik modülü düşer (yay yumuşar) ve gevşeme (relaxation) başlar — yay yük altında zamanla kalıcı olarak kısalır.
Kaba sıcaklık sınırları: karbon yay çeliği yaklaşık 120 °C, paslanmaz 304 yaklaşık 300 °C, paslanmaz 316 yaklaşık 400 °C, krom silisyum yaklaşık 250 °C.
Çalışma sıcaklığınızı sipariş sırasında belirtin; malzemeyi buna göre öneriyoruz.
Teknik özet
| Özellik | Değer |
|---|---|
| Yay çeliği (SL/SM/SH/DH) | Genel amaçlı, ekonomik — yüzey koruması gerekir |
| AISI 304 paslanmaz | Nemli ortam, gıda, iç mekân |
| AISI 316 paslanmaz | Klorür, deniz suyu, kimyasal, medikal |
| Krom vanadyum | Yüksek yorulma ve şok yük, ~220 °C |
| Krom silisyum | Ağır yük ve yüksek sıcaklık, ~250 °C |
| Fosfor bronz | Elektriksel iletkenlik, manyetik değil |
| Berilyum bakır | Yüksek performanslı iletken yay |
| Yoğunluk (çelik / paslanmaz) | 7,85 g/cm³ / 7,9–8,0 g/cm³ |