Çelik

Çeliklerin; sınıflandırılması
Üretim yöntemlerine göre
	Bessemer ve Thomas Çeliği; ; Siemens-Martin çeliği; ; Elektrik ark ve elektrik endüksiyon çeliği; ; Pota çeliği; ; Oksijenli konverter çeliği; ; Vakum çeliği; ; Puddel ve Kaldo çeliği;
Kullanım alanlarına göre
	Yapı çelikleri; Takım çelikleri; Soğuk iş–sıcak iş çelikleri; Hız çelikleri; Yay çelikleri; Isıya dayanıklı çelikler; Paslanmaz çelikler;
Alaşım durumlarına göre
	Alaşımsız çelikler: Sade; karbonlu çelikler; hafif alaşımlı çelikler: Düşük ve orta; karbonlu çelikler; Yüksek alaşımlı çelikler: Yüksek ; karbonlu çelikler;
Dokusal durum ve metalografik ; yapılarına göre
	Ferritik çelikler; Perlitik çelikler; Ferritik-perlitk çelikler; Ostenitik çelikler; Martenzitik çelikler; Beynitik çelikler; Ledeburitik çelikler;
Ana katkı maddelerine göre
	C'lu çelikler; Mn'lı çelikler; Cr'lu çelikler; Ni'li çelikler; Cr-Ni'li çelikler; W'lı çelikler; V'lu çelikler;
Kalite durumlarına göre
	Kütle çelikleri; Kalite çelikleri; Soy (asal) çelikler;
Sertleştirme ortamlarına göre
	Hava çeliği; Su çeliği; Yağ çeliği;
Fiziksel ve kimyasal; özelliklerine göre
	Isıya dayanıklı çelikler; Manyetik çelikler; Korozyona dayanıklı çelikler; Paslanmaz çelikler;

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,2 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve volfram[1] gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar (çözünen elementler, çökelti evresi) oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.

Yüksek karbon içeren alaşımlar, düşük erime noktaları ve dökme kabiliyetleri[1] nedeniyle dökme demir olarak bilinirler. Çelik ayrıca az miktarda karbon içeren fakat demir cüruflarını da kapsayan dövme demir olarak da ayırt edilir. İki ayırt edici faktör de çeliklerin pas önleyiciliklerini artırır ve daha iyi kaynaklanabilirlik sağlar.

Her ne kadar Rönesans'tan uzun süre önceleri çelik çeşitli etkisiz metotlarla üretilmişse de 17. yüzyılda icat edilen daha etkili üretimlerden sonra kullanımı yaygın bir hâl aldı. 19. yüzyılın ortalarında Bessemer değiştirgeci'nin icadıyla çelik pahalı olmayan seri üretim materyali olmaya başladı. İlerleme sürecinde ilave edilen temel oksijen ile çelik yapımı gibi mükemmelleştirmeler üretimin maliyetini düşürürken metalin kalitesini arttırdı. Günümüzde, her yıl 1300 milyon ton üretimi ile, çelik dünyada en çok kullanılan ortak malzemelerden birisidir. Binalarda, altyapı üretiminde, aletlerde, gemilerde, otomobillerde, makinelerde, aksesuarlarda ve silahlarda ana malzemedir. Modern çelik çeşitli standartlar kuruluşları tarafından çeşitli özelliklerine göre sınıflandırılır.

Çeliğin maddesel özellikleri

Demir, birçok metal gibi, yeryüzü kabuğunda oksijen veya sülfür gibi diğer elementlerle kombine olmuş halde, sadece cevher şeklinde bulunur.[2] Standart demirin içerdiği mineraller arasında Fe₂O₃ demir oksit (esmer renkte olan doğal demir oksidineden ibaret bir maden filizi) ve FeS₂ pirit (budala altını)[3] vardır. Demir, oksijenin uzaklaştırılması ve cevherin kimyasal açıdan tercih edilen eşi karbon ile birleştirilmesi ile cevherden çekilir. Bu süreç, ilk olarak kalay (yaklaşık olarak erime noktası 250 °C (482 °F)) ve bakır (yaklaşık olarak erime noktası 1.000 °C (1.830 °F)) gibi erime noktası düşük metallerde tatbiki yapılmış ve madeni tasfiye etme işlemi olarak bilinmektedir. Karşılaştırma yapılırsa dökme demirin yaklaşık olarak 1.370 °C (2.500 °F) civarında eridiği görülür.Bütün bu sıcaklıklara Bronz Çağı'ndan bu yana uygulanan eski metotlarla ulaşmak mümkündür. Oksijen oranının kendi kendini hızlıca 800 °C nin civarına yükseltmesinden beri, madenin tasfiyesi işleminin düşük oksijen ortamında yer alması önemlidir.Bakır ve Kalaya benzemeyen sıvı demir Karbonu kolayca çözer. Maden tasfiye işlemi çelik adı verilen yüksek Karbon içeren alaşım pik demir olarak sonuçlanır[4]. Fazla gelen Karbon ve diğer katkı maddeleri bir sonraki basamakta uzaklaştırılır.

Çelik sınıfları

Çeliklerin fiziksel ve mekanik özellikleri, içlerinde bulunan karbon yüzdesine göre değişir. Karbon yüzdelerine göre çelikler üç grupta toplanır;

Düşük karbonlu çelikler: Bileşimlerinde en çok %0,2 oranında karbon içeren düşük karbonlu çelikler yumuşak, çekme mukavemetleri düşük, sertleştirilebilme yetenekleri çok az, kaynak olma özellikleri çok iyidir.
Orta karbonlu çelikler: Bileşimlerinde &0,2-0,6 arasında içeren orta karbonlu çeliklerin çekme mukavemetleri düşük ancak yumuşak çeliklere göre yüksektir. Sertleştirilebilme yetenekleri ve kaynak olma özelliği orta derecededir.
Yüksek karbonlu çelikler: Bileşimlerinde %0,6-2 arasında karbon içeren çeliklerdir. İçerdikleri karbon miktarına göre sertten çok serte doğru bir özellik gösterirler. Çekme mukavemetleri diğer çeliklere göre daha fazla olup, sertleştirilebilme yetenekleri çok iyi fakat, kaynak olma özellikleri çok zayıftır.

Paslanmaz çelikler

Paslanmaz çelikler, günümüz çelik sektörünün üzerine yoğunlaştığı ve en çok kullanılan çelik türüdür. Çeşitli paslanmaz çelik kalite ve standartları bulunmaktadır. Genel olarak paslanmaz çelikler %10-%25 arasında Cr (krom) içerirler. Krom, çeliğin yapısında çeliğin yüzeyine çıkarak kromoksit tabakası oluşturur ve demirin oksitlenmesini engeller. Bu krom oksit tabakası çok ince bir film olarak oluşup malzemenin mekanik özelliklerinde herhangi bir kötü etki yaratmaz. Ayrıca alaşım elementi olarak Ni (nikel) de kullanılır. Nikel paslanmaz özelliğini iyileştirir ve iyi bir korozyon direnci sağlar. Paslanmaz çelikler neredeyse tüm sanayi kollarında kullanılmaktadır.

Galeri

Demir-Karbon evrelerini gösteren şekil, farklı evrelerin gerçekleşme sıcaklığını gösteriyor
2007'de Dünyadaki çelik üretimi
Çelik halat
Çelik köprü

Kaynakça

Ashby, Michael F. (1992) [1986]. Engineering Materials 2 (İngilizce) (with corrections bas.). Oxford: Pergamon Press. 0-08-032532-7.
Winter, Mark. "Periodic Table: Iron". The University of Sheffield. 4 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Şubat 2007.
F. Brookins, Theo (Kasım 1899). "Common Minerals and Valuable Ores". Birds and All Nature. 6 (4). A. W. Mumford. 29 Eylül 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Şubat 2007.
"Smelting". Britannica. Encyclopedia Britannica. 2007.

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Çelik ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[EM2-1] Ashby, Michael F. (1992) [1986]. Engineering Materials 2 (İngilizce) (with corrections bas.). Oxford: Pergamon Press. 0-08-032532-7.

[2] Winter, Mark. "Periodic Table: Iron". The University of Sheffield. 4 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Şubat 2007.

[3] F. Brookins, Theo (Kasım 1899). "Common Minerals and Valuable Ores". Birds and All Nature. 6 (4). A. W. Mumford. 29 Eylül 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Şubat 2007.

[4] "Smelting". Britannica. Encyclopedia Britannica. 2007.