çelik

 

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 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 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 çekme mukavemeti ve düşük maliyeti nedeniyle çelik, binalarda, altyapıda, aletlerde, gemilerde, trenlerde, arabalarda, makinelerde, elektrikli cihazlarda ve silahlarda kullanılmaktadır. Demir, çeliğin ana metalidir. Sıcaklığa bağlı olarak, iki kübik kristal yapı (allotropik form) alabilir: vücut merkezli kübik ve yüz merkezli kübik. Demirin allotroplarının, başta karbon olmak üzere alaşım elementleriyle etkileşimi, çeliğe ve dökme demire benzersiz özellikler kazandırır.

Yüksek karbon içeren alaşımlar, düşük erime noktaları ve dökme kabiliyetleri 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.

{tocify} $title={İçindekiler}

Çeliğin maddesel özellikleri

Demir, birçok metal gibi, yeryüzü kabuğunda oksijen veya sülfür gibi diğer elementlerle kombine olmuş halde, sadece cevher şeklinde bulunur. Standart demirin içerdiği mineraller arasında Fe₂O₃ demir oksit (esmer renkte olan doğal demir oksidineden ibaret bir maden filizi) ve FeS₂ pirit (budala altını) 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. 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.

Çelik türleri

• Bakır kaplı çelik
• Çelik aşındırıcılar
• 41xx çelik
• 4340 çelik
• 154CM
• A36 çelik
• A514 çelik
• Alloy 20
• Alaşımlı çelik
• Alüminize çelik
• ASTM A53 çelik
• ASTM A500
• ASTM A992
• Bor çeliği
• Bulat çelik
• Karbon çelik
• Krom çelik
• Krom-vanadyum çeliği
• Oluklu galvanizli demir
• Pota çeliği
• Şam çeliği
• Elmas plaka
• Deokside çelik
• DIN 1.2344
• Çift fazlı çelik
• Ücretsiz işleme çeliği
• Eglin çeliği
• Manyetik çelik
• Güçlendirilmiş çelik
• Ağır eriyen çelik
• Yüksek hız çeliği
• Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik
• Düşük arka planlı çelik
• Martenzit çeliği
• Mikroalaşımlı çelik
• Kendiliğinden sertleşen çelik
• MKM çelik
• Tıraş bıçağı çelik
• Reynolds 531
• Darbeye dayanıklı çelik
• Yay çeliği
• Gümüş çelik
• Şerit çelik
• Yapısal çelik
• Süper iletken çelik
• Toledo çeliği
• TRIP çeliği
• Takım çeliği
• Ayrışma çeliği
• Wootz çeliği
• Zeron 100

Resim galerisi

Demir-Karbon evrelerini gösteren şekil, farklı evrelerin gerçekleşme sıcaklığını gösteriyor

2007'de Dünyadaki çelik üretimi

Çelik köprü

Ayrıca bakınız

• Çelik üretimine göre ülkeler listesi
• Avrupa Kömür ve Çelik Topluluğu
• Çelik üretimi
• Çelik kaliteleri
• Bessemer ve Thomas Çeliği
• Isıl işlem
• Siemens-Martin yöntemi
• Çelik Tasarımı

TDK sözlük anlamı nedir?

çelik, -ği (I)

1. isim Su verilerek çok sert ve esnek bir duruma getirilebilen, birleşiminde az miktarda karbon bulunan demir ve karbon alaşımı, polat:

      "Süngülerini, çelikten birer parmak gibi göğe kaldırmışlar." - Ruşen Eşref Ünaydın

2. sıfat Bu alaşımdan yapılmış:

      "Karşı tarafa uzanan bir çelik köprü hayal ediyordu suyun üzerinde." - Ayşe Kulin

3. sıfat Zayıf fakat güçlü (vücut):

      "Çelik ve demir vücuduyla hassas bir sporcuya benziyordu." - Sait Faik Abasıyanık

çelik, -ği (II)

1. isim Kısa kesilmiş dal.

2. isim Kök salması için yere dikilen dal.

3. isim Çocukların çelik çomak oyununda ucuna çomakla vurarak havaya kaldırdıkları iki tarafı sivri, kısa değnek.

4. isim Bir ağacı aşılamak amacıyla hazırlanmış dal.

5. isim, denizcilik Gemilerde, üzerine halat veya ip geçirip tutturmaya yarayan, ağaç veya metalden yapılmış kısa değnek.

Kelime Kökeni (I)

Türkçe çel- "dövmek, vurmak" fiilinden +Ik sonekiyle türetilmiştir. çal- maddesine bakınız.

Tarihte En Eski Kaynak

"dövülmüş demir, ferforje (Farsça %ipulad karşılığı)" [ Filippo Argenti, Regola del Parlare Turco (1533) ]

Kelime Kökeni (II)

Türkçe çal- "kesmek, (bıçak) vurmak" fiilinden +Ik sonekiyle türetilmiştir. çal- maddesine bakınız.

Tarihte En Eski Kaynak

"1. kesilmiş dal, çubuk, 2. çubuklarla oynanan bir çocuk oyunu" [ Ebu Hayyan, Kitabü-l İdrak (1312) ]