Çelik hakkında bilmeniz gereken her şey

İster inanın ister inanmayın, “çelikten daha güçlü” ifadesi sırf dilde güzelce yuvarlandığı için yaygın bir ifade haline gelmedi. Aksine, bu metal alaşımla karşılaştırdığınız her ne ise, muhtemelen oldukça serttir.

Demir ve karbonun yanı sıra çeşitli diğer elementlerin birleşiminden üretilen çelik, dünyanın en çok kullanılan malzemelerinden biridir. En basit araçlarımızdan en karmaşık yapılarımıza kadar, dünyanın her yerinde, bizi her gün çevreliyor ve etkiliyor.

Yine de, toplumumuzda bu kadar önemli bir rol oynamasına rağmen, bu genel materyal hakkında bilgi oldukça nadirdir. Peki çelik tam olarak nedir? Ve neden bu kadar önemli?

Çelik nedir?

Metaller, çelikler hepsi aynı, değil mi? Aslında pek de öyle değil. Doğrusu, metaller Dünya’nın kabuğunda bulunan doğal elementlerdir. Lise kimyasını ve periyodik tablodaki bakır, çinko ve demir gibi metalleri düşünün. Hatırlarsanız, çelik o listeye dahil değildi.

Bunun nedeni, çeliğin bir metal varyasyonu olarak sınıflandırılmasıdır. Spesifik olarak, bir demir alaşımı olarak bilinir. Bu, kimyasal yapısının aslında kısmen metal (demir) ve kısmen ametal olmayan (karbon) bir karışım olduğu anlamına gelir.

Özünde, çeliği saflaştırılmış bir demir formu olarak düşünebilirsiniz. Demirin metal özelliklerini korur ancak %0,02 ile %1,7 arasında değişen bir karbon içeriğine sahiptir. Ek olarak, metal ve metal olmayan elementler genellikle üretim sürecinde eklenir.

Belirtilen miktarlarda karbon ve diğer alaşım elementlerinin eklenmesi, mukavemet, direnç ve değişkenlik gibi fiziksel-kimyasal özellikleri artırır. Bu büyük gelişmeler, çeliği dünyada en çok kullanılan malzemelerden biri haline getiriyor.

Çelik Nasıl Yapılır?

Çelik temelde karbonlu demir ve içine serpilmiş diğer bazı elementlerden yapılır. Ama nasıl olur da yerdeki bir kayadan hazır bir son ürüne geçebiliriz?

Bugün, çeliğin üretilmesinin başlıca iki yolu var: BOS (Temel Oksijen Fırını) yöntemi veya EAF (Elektrik Ark Ocağı) yöntemi.

BOS yöntemi, orijinal Bessemer İşleminden (çeliğin seri üretimi için ilk ucuz endüstriyel süreç) kaynaklanmaktadır ve çelik oluşturmak için hammadde girdilerini kullanır. BOS yönteminde demir, yüksek fırında cevherinden eritilir ve ısıtılmış demirden oksijen üflenerek yeniden işlenir. Oksijen, karbon içeriğini düşürür ve demir içindeki saflıkları azaltarak onu erimiş çeliğe dönüştürür.

BOS yönteminden farklı olarak, EAF yöntemi daha modern bir yaklaşım benimsiyor ve geri dönüştürülmüş hurda çelik (halihazırda üretilmiş ve geri dönüştürülmeye hazır çelik) kullanılıyor. Geri dönüştürülmüş çelik, demir cevheri gibi hammaddeleri kullanmak yerine, yüksek güçlü elektrik arklarından beslenir ve yüksek kaliteli çelik olarak eritilir.

Başlangıçta, BOS ve EAF yöntemleri farklıdır, ancak her ikisi de aynı sonucu verir: erimiş çelik.

Erimiş çelik üretildikten sonra, çeliğin bileşimini ayarlayan ikincil bir çelik üretim süreciyle işlenmelidir. Bu, belirli öğelerin eklenmesini veya çıkarılmasını ve / veya sıcaklık ve üretim ortamının değiştirilmesini içerir.

Nihai kompozisyon seçildikten sonra, üretim, imalat ve bitirme aşamalarının zamanı gelmiştir. Bu, çeliğe son şeklini ve özelliklerini veren soğuk haddeleme, kaplama (galvanizleme) veya ısıl işlem (tavlama) gibi teknikleri içerir.

Çelik Türleri

Süpermen’e “Çelik Adam” lakabının verilmesinin bir nedeni var; çelik güçlüdür. Ancak muazzam gücünün yanı sıra, çeliğin ikinci en büyük kalitesi çok yönlülüktür.

Üretim sürecinde, fiziksel, kimyasal ve çevresel özelliklerine göre farklı çelik türleri oluşturulur ve sınıflandırılır. Bu özellikler, karbon miktarını, saflık seviyesini ve diğer alaşım elementlerinin eklenmesini içerir.

Her çelik türü, farklı kullanım ve uygulamalara izin verir ve kimyasal yapılar ve fiziksel özelliklere göre dört farklı gruba ayrılır:

1. Karbon Çelik

Karbon çelikleri eser miktarda manganez, silikon ve bakır gibi alaşım elementleri içerir. Genellikle mat görünümdedirler ve toplam çelik üretiminin %90’ını oluştururlar. Karbonlu çelikleri karbon içeriklerine göre sınıflandıran üç alt grup vardır:

• Düşük Karbonlu Çelik: %0,3’ten daha az karbon içerir ve en yaygın karbon çeliğidir.
• Orta Karbonlu Çelik: %0,3 – %6 arasında karbon içerir ve genellikle manganez eklenir.
• Yüksek Karbonlu Çelik: %1,5 karbon içerir ve karbonlu çeliklerin en güçlüsüdür.

2. Alaşımlı Çelik

Alaşımlı çelikler, değişen miktarlarda alaşım elementleri içerir (örn. Alüminyum, krom, bakır, manganez, nikel, silikon, titanyum). Bu ek unsurlar çeliğin özelliklerini değiştirir. Bu özelliklerin bazı örnekleri arasında korozyon direnci, mukavemet veya süneklik bulunur. Bu çelikler daha ucuz olma eğilimindedir ve genellikle otomobil parçalarında, mekanik işlerde, elektrik jeneratörlerinde ve boru hatlarında kullanılır.

3. Paslanmaz Çelik

Paslanmaz çelikler düşük karbon içeriğine sahiptir ve tipik olarak %10 – %20 arasında krom içerir. Hem korozyona hem de yüksek sıcaklıklara dayanıklılıkları ve dirençleri nedeniyle genellikle ev aletlerinde, gıda işleme ekipmanlarında ve mutfak gereçlerinde bulunurlar.

4. Takım Çeliği

Takım çelikleri, onları son derece sert, dayanıklı ve ısıya dayanıklı kılan çeşitli miktarlarda kobalt, molibden, tungsten ve vanadyum içerir. Bu çelikler, metal aletler yapmak için idealdir ve delme, kesme ve damgalama için idealdir.

Neden Çelik Kullanılır?

Şimdiye kadar, çeliğin ne olduğu ve nasıl yapıldığı konusunda sağlam bir fikriniz olmalı, ama işte büyük soru geliyor: Onu neden kullanıyoruz?

Çelik, güçlü, dayanıklı ve çok yönlü bir malzemedir, ancak başka bir önemli özelliğe de sahiptir: sürdürülebilirlik.

Çelik, dünyadaki en geri dönüştürülen malzemedir ve sınırsız miktarda geri dönüştürülebilir. Bunun nedeni, geri dönüşüm sürecinde hiçbir özelliğini kaybetmemesidir.

Sürdürülebilirliğini gücü ve çok yönlülüğü ile birleştirmek, çeliği yalnızca dünyadaki en değerli kaynaklardan biri yapmakla kalmaz, aynı zamanda sayısız sektörde en çok kullanılan kaynak haline getirir.

Binaların, stadyumların ve köprülerin inşasından otomobillerimize, boru hatlarımıza, çiftlik ekipmanlarımıza ve aletlerimize kadar, çelik her yerdedir ve hem toplumumuzun gelişmesine hem de hayatımızın iyileştirilmesine katkıda bulunur.