1- Çelik Malzemenin İcadı
Endüstriyel ürünlerin üretilmesi ile dayanıklı malzemelere ihtiyaç duyulmuştur. Bu sebeple 1850’li yıllarda ilk kez ham demir eritilip içinden geçirilen hava yakılarak çelik üretimi gerçekleştirilmiştir. İlerleyen senelerde farklı yöntemlerle ve maliyetleri azaltmak amacıyla hurda malzemeler de kullanılarak çelik üretilmeye devam edilmiştir.
2- Çelik Nedir?
Çelik nedir sorusuna cevabı olarak, dayanıklı malzemeler üretmek amacıyla uzun yıllardır üretimi yapılan bir ham mamul veya yarı mamul çeşididir denebilir. Bu maddenin üretilmesi için demir madeni çeşitli aşamalardan geçirilmekte ve dayanıklılığın artırılması amacıyla imalat sürecinde bazı elementler eklenmektedir. Neticede ortaya tokluk düzeyi yüksek kullanım alanı geniş bir alaşım çıkmaktadır.
3- Çeliğin İçerdiği Elementler
Alaşım olması sebebiyle doğada kendi başına bulunmayan bu malzeme için çelik neden oluşur sorusu akıllara gelebilir. Şöyle ki, çelik malzemeler içerisinde belli oranda karbon elementi bulunur. Bu miktar %0,02 – %2,1 arasında değişebilir ve karbon miktarının artırılmasıyla çeliğin kalite seviyesi yükseltilebilir. Ayrıca demirin krom ve nikel elementleriyle birlikte işlenmesi sonucunda ortaya daha dayanıklı ve esnek bir çelik çıkacaktır.
4- Oksijen Üfleme Yöntemi İle İmalat
Çelik elementi üretimi amacıyla günümüzde temel iki yöntem bulunmaktadır. Bunlardan ilki olan ve nispeten daha yaygın kullanılan oksijen üfleme yönteminde, entegre demir çelik tesislerinde bulunan yüksek sıcaklık üretebilen fırınlarda demir cevheri yakılır. Fırından çıkarılan sıcak haldeki cevher, oksijen üflenmesi yöntemiyle içerisindeki fazla karbondan arındırılır. Bu aşamadan sonra istenilen kaliteye ulaştırmak için çeliğe diğer elementler eklenebilir.
5- Elektrik Ark Ocağı Kullanımı İle İmalat
Çelik üretimi için tercih edilen diğer yöntemde ise elektrik ark ocakları kullanılmaktadır. Oksijen üfleme yönteminden farklı olarak bu yöntemde hurda malzemeler kullanılmakta ve bu malzemeler elektrik ark ocaklarda eritilmektedir. Fırınlardan çıkarılan ve eriyik halde bulunan malzemeler için ilk yöntemde olduğu gibi oksijen üflemesi yapılır. Süreç alaşımlama ve deoksidasyon gibi işlemlerle devam eder.
6- Çeliğin Hammaddesi
Dayanıklı ve kullanılacağı alana göre belli oranda paslanmazlık ve esneklik gerektiren çeliğin, bünyesinde en yüksek oranda demir elementi bulunmaktadır. Bu sebeple çeliğin hammaddesi nedir denildiğinde akla öncelikle demir gelmektedir. Dünya genelinde 167 milyar ton civarında demir rezervi olduğu bilinmekte ve bu rezervlerin çoğunlukla Rusya, Avustralya, Çin, Brezilya, Kanada ve ABD gibi ülkelerde bulunduğu bilinmektedir. Diğer taraftan kullanılmış çelik malzemelerde geri dönüşüm ile çelik üretiminde kullanılabilir.
7- Çelikte Oksitlenme
Çelik elementi içerisinde demir ihtiva etmesi sebebiyle malzeme yüzeyinde oksitlenme oluşabilir. Bu durumun önüne geçilmesi amacıyla çelik içerisine krom elementi katılmakta ve paslanmaz çelik elde edilmektedir. Ancak paslanmaz çeliğin oksitlenmeye karşı dayanıklı olması hiçbir zaman ve hiçbir koşulda paslanmayacağı anlamına gelmez. Krom elementi ile çelik malzeme yüzeyinde bir krom oksit tabaka oluşturulması hedeflenir. Diğer bazı elementlerde katılarak bu tabakanın oksitlenmeye karşı dayanıklılığı artırılabilir.
8- Çelik Malzemenin Özellikleri Nelerdir?
Birçok olumlu yönü ile bilinen çelik özellikleri değişik formlar kazandırılabilmesi, işlenebilmesi, dayanıklılığı, yüksek akma ve çekme dayanımına sahip olması, ısı iletkenliğinin bulunması ve paslanmaz hale getirilebilmesi şeklinde sıralanabilir.
9- Çelik Kullanılan Sektörler ve Ürünler
Çelik başta ağır sanayii, inşaat ve otomotiv olmak üzere birçok sektörde kullanılmaktadır. Bu sektörlerde gemi ve otomobil parçaları, bina taşıyıcı kolon ve panelleri, depolama tankları ve kazanları, gıda endüstrisi üretimlerinde tercih edilir.
10- Çeliğin Sınıflandırılması
Çeliğin sınıflandırılması, içerdiği karbon miktarına göre değişiklik gösterir. Bu kapsamda çelikler düşük karbonlu, orta karbonlu, yüksek karbonlu ve yüksek karbonlu takım çelikler olmak üzere dört guruba ayrılırlar.
