Çelik nedir?

Çelik metali demirden oluşan bir alaşımdır ve bileşiminin %2'si karbondur. Karbon miktarı bu sınırın altındaysa özellikleri demire yakın olacak, fazlaysa dökme demir olarak adlandırılacaktır. Bütün bunlar, alaşımın en az% 50'sinin demir olması şartıyla, aksi halde buna çelik denmez. Çelik üretimi, dünyada geçmişi birkaç yüzyıla, hatta bazı bölgelerde birkaç bin yıla kadar uzanan eski bir endüstridir. Önemli olan, son birkaç on yıldaki yaygın ve gelişmiş çelik üretimidir. 2013 yılında dünya ham çelik üretimi 1,6 milyar ton olarak gerçekleşti. Günümüzde çelik, altyapı ve endüstriyel gelişme açısından o kadar önemli ki, ülkelerin gelişmişliğinin temel göstergesi olarak kabul ediliyor. Üretim ve işleme kolaylığı Üretimi için iki ana malzemenin bolluğu, yani demir cevheri (sünger demir) ve hurda Nispeten düşük inşaat maliyeti Nihai gerilme mukavemeti gibi benzersiz mekanik özellikler yelpazesi Altyapı yapıları, bina inşaatı, otomobil imalatı ve büyük araçların inşası, alet, ekipman ve makine imalatı, askeri teçhizat vb. dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde geniş uygulamalar. Bütün bunlar çeliği insanoğlunun ürettiği en fazla metalden biri haline getiriyor. Farklı çelik türleri kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre sınıflandırılabilir; bunlardan en önemli ve yaygın olarak kullanılanlarından biri paslanmaz çelik sacdır. Çelik çeşitlerini tanımak için öncelikle çeliğin özelliklerinin neler olduğunu görmek gerekir.

Çelik demir ve karbondan oluşur. Genel olarak çelikteki karbon yüzdesi yaklaşık %0,2 ila 2,1, demir miktarı ise %98'den fazladır. Bu iki element, çeliğin mekanik özelliklerini, sertliğini ve mukavemetini geliştirmek için alaşım formunda birbirleriyle birleştirilir.

Çeliğin özellikleri, bu metalin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerini ve özelliklerini içerir. Bu spesifikasyonlar farklı çelik türlerini tanımlamak ve ayırt etmek için kullanılır ve genellikle aşağıdakileri içerir: Kimyasal bileşim: Çeliğin farklı gruplara ayrıldığına bağlı olarak, çelikteki farklı elementlerin yüzdesini içerir. Çelikteki ana elementler demir (Fe), karbon (C), manganez (Mn), kükürt (S), fosfor (P) ve diğer daha az yaygın elementlerdir. Fiziksel özellikler: Yoğunluk, erime noktası, kaynama noktası, ısı emme verimliliği, elektrik iletkenliği ve macun hacmi gibi özellikleri içerir. Mekanik özellikler: Çekme mukavemeti (basınç toleransı), çekme mukavemeti, sertlik, esneklik ve deforme olabilirlik gibi özellikleri içerir. Termal özellikler: Termal verimlilik, termal genleşme katsayısı ve ısı direnci gibi özellikleri içerir. Elektromanyetik özellikler: Elektrik direnci ve manyetik direnç gibi özellikleri içerir. Korozyon özellikleri: Paslanmaya ve diğer kimyasal etkilere karşı direnç gibi özellikleri içerir. Ayrıca çeliğin türüne (karbon çeliği, alaşımlı çelik vb.) bağlı olarak, çeliğin farklı sektörlerde (inşaat, otomotiv, denizcilik endüstrileri vb.) nasıl kullanıldığına bağlı olarak daha kesin ve ayrıntılı özellikler görülebilmektedir. Her olası spesifikasyon grubunun sayısı ve önemi farklıdır Demir, çeliğin bileşiminde en büyük payı almıştır. Katı haldeki demir, çok kristalli bir metaldir. Birbirine yapışmış birçok kristalden oluşması anlamında. Rafine edilmiş erimiş demir, karbon ve nikel, manganez, krom, titanyum, vanadyum gibi bazı metallerin belirli miktarda eklenmesiyle çelik haline gelir. Bazı özel çelikler, bileşimlerinde molibden, tungsten veya başka elementler içerebilir. Çelikte bulunabilecek diğer metaller silikon, kobalt, niyobyum, kükürt, fosfor, kalsiyum ve kurşundur. Demir ve karbona yüksek sıcaklık verilir ve bu ikisi bir araya gelir. Bunların birleşiminden sementit adı verilen demir karbür oluşur. Çelik sementitin hızla soğumasıyla oluşur. Çeliğin özelliği sertlik ve parlaklıktır. Bu metal 1510 santigrat derece sıcaklıkta erir, dolayısıyla çok yüksek bir erime noktasına sahiptir. Yoğunluğu santimetreküp başına 7,9 gramdır. Çeliğin sertliği, temel elementi olan demirden daha yüksek olup, çekme mukavemeti yüksektir, bu da onun bu kadar basitliğe uygulanan baskılara karşı şeklini ve özelliklerini kaybetmemesini sağlar. Bu nedenle çeliğin her türlü endüstride kullanımı çok sayıda ve benzersizdir. Elbette farklı çelik türlerinde direnç ve sertlik düzeyi farklıdır ve çeliğin içindeki alaşım bileşiminin ne olduğu ve nasıl ayarlandığı görülmelidir. Genel olarak, tüm çelik türlerinin alaşım bileşimi, aşağıdaki özelliklere az çok sahip olacak şekildedir: Çok çalışabilme yeteneği aşınma direnci Isı dayanıklılığı Dayanıklılık ve güç Mikro yapının inceliği İşlenebilirlik

Çelik yapımı çeşitli şekillerde yapılır. Bunlardan biri demir ve elektrik ark ocağı kullanma yöntemidir. Çeliğin iki ana malzemesinin ne olduğunu zaten biliyorduk. Hurda ve sünger demir elektrik ark ocağına yerleştirilir. Önce hurda demir fırına girer, elektrik arkı oluşturularak eritildikten sonra fırına sünger demir eklenir. Ark işleminin sağlıklı bir şekilde gerçekleşebilmesi için hurdanın fiziksel özelliklerinin standart olması gerekmektedir. Aksi takdirde aşağıdaki olaylar meydana gelebilir: Elektrotları kırın Patlama Çeliğin erimesi ve taşması

Çeliğin kullanım alanı özelliklerine ve çeşitlerine göre oldukça geniş ve çeşitlidir. Çelik türlerinin alaşım yüzdesi ve bileşik türü bakımından farklı olduğunu söylemiştik. Bu türlerin çeşitliliği çeliğin kullanımına da etki etmektedir. En küçük ve en detaylı endüstrilerden (atölye ve mutfak aletleri yapımı gibi) büyük endüstrilere (gemi ve uçak inşaatı, petrol ve petrokimya rafinerisi veya bina inşaatı gibi) kadar ele alırsak, çeliğin temel ve yeri doldurulamaz rolü bunlarda ortaya çıkar.