Çelik Nedir?
Çelik, esas olarak demir ve karbondan oluşan bir alaşımdır. Birçok kişi çeliğin bir metal olduğunu varsayar ancak bu doğru değildir. Metallerle benzer özellikler gösterse de teknik olarak alaşım olarak sınıflandırılır. Metaller doğal olarak bir element olarak oluşurken, alaşımlar birden fazla karışık bileşenlerden oluşur. Demiri doğal olarak bir element olarak bulabilirsiniz ve dünya üzerinde en bol bulunan elementtir.
Tüm çelikler demir ve aynı zamanda karbon da içerir. Demiri çelikten ayıran şey karbon ve çeşitli elementlerin ilavesidir. Çelik ağırlıkça yaklaşık %2,14 oranında karbon içerir. Bu nispeten az miktarda karbon olmasına rağmen önemli fiziksel değişikliklere neden olur. Bu birleşim sonucunda, demirin doğal özelliklerine kıyasla daha yüksek mukavemet, sertlik ve dayanıklılığa sahip bir malzeme elde edilir. Buna ek olarak bazı çelik türlerinde, özelliklerini geliştirmek veya modifiye etmek amacıyla farklı elementler de eklenir. Bu elementler sayesinde, çeşitli endüstriyel uygulamalara özgü çelik türleri üretilir. Örneğin, nikel veya krom eklenmesiyle paslanmaz çelikler elde edilir.
Çelik Nasıl Üretilir?
Tüm çelikler ham demir kullanılarak üretilir. Çelik, demir ve karbonun varlığıyla karakterize edilir. Bu iki elementin oranı, yapılan çeliğin spesifik türüne bağlı olarak değişir. Bununla birlikte, çoğu çelik türü yaklaşık %1 karbon ve %97 demir içerir; geri kalan %2 ise eser elementlerden ve yabancı maddelerden oluşur.
Karbon miktarı çeliğin fiziksel özelliklerini etkiler. Genel olarak, karbon konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa çelik o kadar güçlü ve sert olur. Bununla birlikte, çeliğe çok fazla karbon eklenmesi onu pas ve korozyona karşı duyarlı hale getirebilir, aynı zamanda kaynak yapılmasını ve şekillendirilmesini de zorlaştırabilir.
Çelik Üretim Adımları Nelerdir?
Ham Demirin Eritilmesi
Çelik üretiminin ilk adımı ham demirin eritilmesini içerir. Ham demir 1538 derece erir, demir cevheri çıkarılıp hasat edildikten sonra büyük bir fırında eritilir. Demir ısınıp sıvılaştıkça yabancı maddelerden ayrılır ve böylece çelik üretimine daha uygun, daha temiz demir elde edilir.
Karbon Ekleme
Ham demir katı halden sıvı hale geçerken belirli bir miktarda karbon eklenir.
Kireçtaşı Ekleme
Hem karbon hem de kireçtaşı çelik üretim süreci için gereklidir. Kireçtaşı, demirin yabancı maddelerden ayrılmasına yardımcı olmak için kullanılır.
Geçmişte çelik üretmek son derece zor, aynı zamanda tehlikeli bir süreçti. Ancak metal işleme alanındaki son gelişmeler sayesinde şirketler daha kısa sürede çok daha fazla çelik üretebiliyor. Tipik bir yüksek fırın, yaklaşık 400 ton demir ve karbonu yalnızca 40 dakikada çeliğe dönüştürebilir. Ocak fırınları benzer hacimlerde çelik üretebilir ancak daha uzun bir süre gerektirir.
Çelik Hangi Alanlarda Kullanılır?
Demir ve karbondan oluşan çelik, dünyanın en çok yönlü alaşımlarından biridir.
Çelik, çeşitli endüstrilerde çok sayıda uygulamaya sahip, çok yönlü ve yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Çeliğin temel kullanımlarından bazıları şunlardır:
İnşaat Sektörü: Çelik, gücü, dayanıklılığı ve çok yönlülüğü nedeniyle inşaatta olduça tercih edilen bir malzemedir. Binalar, köprüler ve altyapıdaki yapısal çerçeveler, kirişler, kolonlar ve diğer bileşenler için kullanılır.
Otomotiv Sektörü: Çelik, otomotiv endüstrisinde araç gövdeleri, şasiler ve çeşitli yapısal parçaların üretiminde kullanılan çok önemli bir bileşendir. Nispeten hafif olmasının yanı sıra güç ve çarpma direnci sağlar.
Ulaşım: Çelik, gemi, tren ve uçak yapımında kullanılır. Yüksek mukavemet-ağırlık oranı ve korozyona karşı direnci nedeniyle değerlidir.
Makine Sektörü: Çelik, dayanıklılığı ve mukavemeti nedeniyle makine, ekipman ve aletlerin imalatında yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Dişlilerde, yataklarda, millerde ve diğer kritik bileşenlerde kullanılır.
Ev Aletleri: Buzdolapları, çamaşır makineleri ve fırınlar gibi birçok ev aleti çelik bileşenlerden yapılmıştır. Özellikle paslanmaz çelik, korozyon direnci ve estetik çekiciliği nedeniyle popülerdir.
Enerji Sektörü: Çelik, enerji sektöründe boru hatları, sondaj ekipmanları ve petrol, gaz ve yenilenebilir enerji projelerine ilişkin altyapı inşaatlarında kullanılmaktadır.
Ambalaj: Yiyecek ve içecek kutularının üretiminde çelik kullanılmaktadır. Ürünlerin raf ömrünü uzatmaya yardımcı olan dayanıklı ve koruyucu bir kap sağlar.
Altyapı ve Kamu Hizmetleri: Enerji santrallerinin, su arıtma tesislerinin ve diğer altyapı projelerinin yapımında çelik kullanılmaktadır. Ayrıca iletim kuleleri ve direklerinin imalatında da kullanılır.
Mobilya: Mobilya üretiminde çelik, özellikle sağlamlığı ve modern estetiği nedeniyle kullanılmaktadır. Çoğunlukla sandalye, masa ve raf ünitelerinin yapımında kullanılır.
Savunma Sanayi: Çelik, askeri araçların, tankların ve zırhlı araçların üretiminde önemli bir malzemedir. Ayrıca savunma amaçlı yapıların ve bariyerlerin yapımında da kullanılır.
Tüketim Malları: Çelik, aletler, çatal bıçak takımları ve mutfak aletleri dahil olmak üzere çeşitli tüketim mallarında kullanılır. Özellikle paslanmaz çelik, korozyon direnci ve hijyen özellikleri nedeniyle popülerdir.
Bunlar sadece birkaç örnektir ve arzu edilen mekanik özellikleri ve ekonomik fizibilitesi nedeniyle çeliğin kullanımı çok çeşitli ve çok sayıda endüstride yaygındır.
Paslanmaz Çelik Nedir?
Paslanmaz çelik, kütlece minimum %10,5 oranında krom içeren bir çelik alaşımı türüdür. Krom ilavesi çeliğin korozyon direncini artırarak paslanmaya ve lekelenmeye karşı dayanıklı olmasını sağlar. Paslanmaz çelik, kromun yanı sıra, spesifik kaliteye ve amaçlanan uygulamaya bağlı olarak nikel, molibden, titanyum gibi başka elementleri ve diğer alaşım elementlerini de içerebilir.
Paslanmaz çeliğin temel özellikleri şunlardır:
- Yüksek krom içeriği çeliğin yüzeyinde koruyucu bir oksit tabakası oluşturarak korozyonu önler ve paslanmaz çeliği pas ve lekelere karşı dayanıklı hale getirir. Bu özellik onu aşındırıcı ortamlardaki çeşitli uygulamalara uygun hale getirir.
- Paslanmaz çelik gözeneksizdir ve temizlenmesi kolaydır; bu da onu gıda ve tıp endüstrileri gibi hijyenin çok önemli olduğu uygulamalar için popüler bir seçim haline getirir.
- Her biri kendine özgü özelliklere ve uygulamalara sahip çeşitli paslanmaz çelik sınıfları vardır. Kalite seçimi, kullanım amacı, çevre koşulları ve gerekli özellikler gibi faktörlere bağlıdır. Paslanmaz çeliğin yaygın uygulamaları arasında mutfak aletleri, çatal bıçak takımı, tıbbi aletler, endüstriyel ekipmanlar, mimari yapılar ve daha fazlası yer alır.