Celik; dikiş iğnesinden uzak araclarına kadar kullanılan ve insan hayatının vazgecilmez bir parcası olan demir alaşımı metaldir.
Kullandığımız aletlerden taktığımız saate, arac motorlarından oyun parklarına, bilgisayarlardan cep telefonlarına, tencerelerden spor aletlerine kadar sayamayacağımız urunde kullanılan bir metal olan celik, belki de insanlık tarihinde en cok ihtiyac duyduğumuz metal. Ozellikleri sebebiyle her alanda kullanılabiliyor veya istenen ozellikler kazandırılabiliyor. Paslanmazlığı ve yuksek dayanıklılığı sebebiyle demirden ayrılan celiğin dunyasına goz atalım.
[h=4]Tarihcesi [/h]Celiğin gelişimi yaklaşık 4000 yıl onceye yani Demir Cağı ’na dayanıyor. 200 yıl oncesine kadar yalnız silah ve eşyalarda kullanılıyordu. Hititler ’de demircilerin tavlama yontemi ile komur ateşinde demiri doverek celik elde ettiğine dair bazı bilgiler mevcut. Ronesans ’tan once celik uretiminde ceşitli etkisiz metotlar kullanıldı. 17. yuzyılda bu metotlar geliştirilerek celik uretiminde daha etkili yontemler kullanılmaya başlandı. Bu donemde Almanya ve İngiltere ’de pik demir iceriğindeki karbon miktarının sementasyon adı verilen yuzey sertleştirme işlemi uygulanarak artırılması yontemi ile uretilmeye başlandı.
Celiğin tarihi gelişimi ile ilgili bazı anekdotlar aktaralım:
1740 ’lı yıllarda İngiliz saat yapımcısı Benjamin Huntsman, saat yayları icin yuksek kalitede celik geliştirmeye calıştı. Ancak uretim maliyetleri sebebiyle sadece ozel urunlerde kullanılabilen dokme celikler uretiliyordu.
18. yuzyılda demir kullanılarak inşa edilen ilk yapılar koprulerdir. 1778 yılında İngiltere ’de inşa edilen Severn Nehri uzerindeki Coalbrookdale Koprusu ’nde “font” adı verilen ve ham demir ile hurda demirler ve bazı maddelerin karışımı ile elde edilen celik kullanılmıştır.
İngiliz Henry Cort, 1784 yılında iyi kalitede dovme celik uretmeyi başardı. Bu buluş sanayide adeta cığır actı ve İngiltere celik piyasasına hÂkim oldu. Dovme celikle iri kirişli kopruler inşa edildi. Daha sonraki yıllarda 1880 ’lere kadar uygulanan ceşitli yontemlerle dokme celik uretimi sağlandı.
1850-1855 yılları arasında İngiliz Henrt Bessemer ve Amerikalı William Kely, sıvı pik demire hava ufleyerek celik uretmeye calıştı. 1855 yılında alttan hava uflemeli armut şeklinde bir konvertor kurarak celik uretim patentini aldı.
1856-1864 yılları arasında Pierre Martin ve William Siemens, daha gelişmiş bir yontem olan tabanda hazırlama yontemiyle celik elde etti.
1876 yılında İngiliz mucit Sidney Gilchrist Thomas, Bessemer ’in konvertorunu geliştirerek ham sıvı demiri buyuk olcude yaktı ve daha kaliteli celik uretimini sağladı.
20. yuzyılın başında da celik yapıların sayısı giderek artmaya başladı. Ozellikle birinci ve ikinci dunya savaşlarında kullanılan savaş malzemelerinde ve yapılarda celik tercih edildi.
1912 yılında Avrupalı celik ureticilerinin ortak calışmaları sonucu paslanmaz celik uretildi ve patenti alındı.
[h=3]Ozellikleri Nelerdir? [/h]Celik, demir elementi ile karbon bileşiminden oluşan bir alaşımdır. Ham demirin işlenmesi sonucu ceşitli yontemler ve katkılar da kullanılarak celik veya dokme demir elde edilir. Celikteki karbon oranları yuzde 0,2-2,1 arasında değişir ve bu oranlar celiğin sınıflandırılmasında rol oynar.
Alaşımlarda krom, magnezyum, kobalt, vanadyum ve volfram gibi elementler de kullanılır. Demirle alaşım oluşturan karbon ve diğer elementler sertleştirme gorevi gorur. Alaşıma katılan elementler ve oranları; celiğin sertliği, esnekliği, gerilme noktası gibi ozelliklerini belirler.
Karbon miktarı arttıkca celik sertleşir ve guclenir; ancak esnekliği azalır. Yuksek karbon iceren demirlerde erime noktası duşuktur ve dokme kabiliyetleri vardır. Bu tur celiklere “dokme demir” denir. Az miktarda karbon ve demir curufları iceren celikler “dovme demir” olarak tanımlanır. Bu faktorler celiğin paslanmazlığı ve kaynaklanma kabiliyetini belirler.
Celiğin ozellikleri ile ilgili bazı bilgileri de paylaşalım;
Celiğin kimyasal bileşimi kaynak işlemleri icin uygundur
Demirden daha sert ve hafiftir
Isıl işlemlerle elektriksel, mekanik ve fiziksel ozellikler kazandırılabilir
Ceşitli işlemlerle yuksek sıcaklıklara dayanımı ve sertliği artırılabilir
Belli bir ısıda dovme, presleme ve haddeleme yontemleri ile istenen şekle sokulabilir
Bazı ozellikteki celikler soğuk olarak da şekillendirilebilir
Plastikler ve metallerle kaplama yapılabilir
Kızgın celiğe aniden su verildiğinde kristal ozelliği değişerek sertleşir. Bu işleme “celiğe su verme” adı verilir
Paslanmaz celikler korozyona ve ısıya karşı dayanıklıdır, yuzde yuz geri donuşum yapılabilir, uretimi ve temizliği kolaydır
Yuksek karbon iceren alaşımlı celikler “dokme demir” olarak da adlandırılır. Az karbonlu ve demir curuflu celiklere ise “dovme demir” denir
Karbon miktarı arttıkca celiğin akma ve cekme mukavemeti artırırken, kaynak ve şekillenebilme kabiliyetlerini azaltır.[h=4]Celik Uretim Metotları [/h]Celik uretiminde farklı yontemler kullanılıyor. Bu yontemler şunlardır; Bessemer-Thomas yontemi, Siemens-Martin yontemi, bazik oksijen konvertorleri ve elektrik ark ocakları yontemleri… Dunya celik uretiminin yaklaşık yuzde 70 ’lik bolumu bazik oksijen konvertorlerinde uretilmektedir. Yaklaşık yuzde 30 ’luk bolumu ise elektrik ark ocakları tesislerinde uretiliyor. Diğer yontemler de son 10 yıl icinde neredeyse terk edilmiş durumda.
Gecmişte kullanılan yontemler maliyetli ve meşakkatliydi. Gunumuzdeki celik uretim yontemleri daha kısa zamanda ucuz maliyetle uretime olanak sağlıyor. Demirden ve hurdadan geri donuşum yoluyla uretilen celikler, alaşımlı ve alaşımsız olarak sınıflandırılır.
[h=3]Celik Ceşitleri [/h]Celikler, kullanıldıkları alanlara ve yapısal ozelliklerine gore ceşitlere ayrılır. Bu celikleri şoyle sıralayabiliriz:
İmalat celikleri: Yuzde 0,06-0,65 oranları arasında karbon icerir. Bu celikler kendi aralarında; cekme mukavemeti, kimyasal analizleri ve ozel imalat celikleri olarak uce ayrılır. İmalat yontemleri ve karbon oranlarına gore sınıflandırılırlar.
Takım celikleri: Aşınmaya, darbelere dayanıklı, sert celiklerdir. Endustride malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılırlar. Alaşımlı ve alaşımsız olarak ikiye ayrılırlar. Alaşımlı celiklerde son zamanlarda kobalt, krom ve volfram gibi elementler kullanılmaya başlanmıştır. Ozellikle kobalt alaşımlı celikler magnetik malzemelerin yerini almaya başlamıştır.
Otomat celikleri: İşlenmiş yuzeyleri duzgun, talaş veren celik turudur. Talaşlarının kırılganlığı sebebiyle otomatik tezgÂhlarda kolay işlenir. Talaş kırılganlığını alaşımındaki kukurt sağlar.
Cıvata ve somun celikleri: Cıvata ve somunların imalatında kullanılır. Soğuk şekillendirilme ve talaşlı imalata uygundur.
Kazan celikleri: Yuksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Kaynak yapılabilir.
Yay celikleri: Elastik kabiliyeti ve şekil değiştirmesi yuksek celiklerdir. Elastikliğini sağlayan alaşımdaki silisyum miktarıdır.
Paslanmaz celikler: Celiğin alaşımında krom ve nikel miktarı yuzeyde oksit tabakası oluşturarak korozyona karşı direnc ve paslanmazlık ozelliği kazandırır. Oksit tabakasının yuzeyde kalması veya derine inmemesi icin krom oranının yuzde 10 ’un uzerinde olması gerekir. Krom, celiğin sertliğini ve mukavemetini artırır.
Paslanmaz celikler de kendi aralarında krom oranları ve alaşımındaki elementlere gore ceşitlere ayrılır. Bunlar; martentizik, ferritik ve ostenitik paslanmaz celiklerdir.
[h=4]Nerelerde Kullanılır [/h]Celik, metalurji endustrisinin en onemli metallerinden biridir. Kullanım alanı cok yaygın ve geniştir. Demiryolları ve tren, motorlu araclar, makineler, motorlar, ucaklar, uzay aracları başta olmak uzere askeri ve zırhlı araclar, catı ve dış yapı sistemleri, kopruler gibi bircok sektorun ana aktorudur.
Celiklerin kullanıldığı urun ve sektorlerinden bazılarını şoyle sayabiliriz: Mıknatıs, sağlam kasalar, iş makineleri, yaylar, tanklar, gemiler, metal kesiciler, torna tezgahları, lokomotif ve vagonlar, motor pistonları, dingiller, şaftlar, akslar, krank milleri, motor govdeleri, yuksek hızlı makine parcaları, kesici ve delici aletler, meteoroloji aletleri, testere, iş aletleri, dinamolar, asit tankları…
[h=4]Celik Ureten Ulkeler [/h]Dunyada celik ureten ulkelerin başında Cin geliyor. Yıllık 800 milyon tonun uzerinde celik uretim kapasitesi olan Cin, dunya celik uretiminin yaklaşık yuzde 50 ’sini sağlıyor.
Dunya ham celik uretimi pazarını 10 ulke elinde bulunduruyor. Bu ulkeler ve uretim oranları şoyle; Japonya 105 milyon ton (% 6,5), Hindistan 90 milyon ton (% 5,5), ABD 80 milyon ton (% 5), Rusya 71 milyon ton (% 4,5), Guney Kore 70 milyon ton (% 4,5), Almanya 43 milyon ton (% 3), Brezilya 34 milyon ton (% 2), Turkiye 32 milyon ton (% 2), Ukrayna 23 milyon ton (% 1,5).
Turkiye celik uretiminde dunyada 9. sırada yer alıyor. Turkiye ’nin yıllık celik ihracatı ise 16-17 milyon ton civarında. Bu miktar dunya celik ihracatlarında yuzde 3,5 ’luk bir orana tekabul ediyor. Turkiye ’nin yıllık celik ithalatı ise 20-21 milyon ton civarında…
Kullandığımız aletlerden taktığımız saate, arac motorlarından oyun parklarına, bilgisayarlardan cep telefonlarına, tencerelerden spor aletlerine kadar sayamayacağımız urunde kullanılan bir metal olan celik, belki de insanlık tarihinde en cok ihtiyac duyduğumuz metal. Ozellikleri sebebiyle her alanda kullanılabiliyor veya istenen ozellikler kazandırılabiliyor. Paslanmazlığı ve yuksek dayanıklılığı sebebiyle demirden ayrılan celiğin dunyasına goz atalım.[h=4]Tarihcesi [/h]Celiğin gelişimi yaklaşık 4000 yıl onceye yani Demir Cağı ’na dayanıyor. 200 yıl oncesine kadar yalnız silah ve eşyalarda kullanılıyordu. Hititler ’de demircilerin tavlama yontemi ile komur ateşinde demiri doverek celik elde ettiğine dair bazı bilgiler mevcut. Ronesans ’tan once celik uretiminde ceşitli etkisiz metotlar kullanıldı. 17. yuzyılda bu metotlar geliştirilerek celik uretiminde daha etkili yontemler kullanılmaya başlandı. Bu donemde Almanya ve İngiltere ’de pik demir iceriğindeki karbon miktarının sementasyon adı verilen yuzey sertleştirme işlemi uygulanarak artırılması yontemi ile uretilmeye başlandı.
Celiğin tarihi gelişimi ile ilgili bazı anekdotlar aktaralım:
1740 ’lı yıllarda İngiliz saat yapımcısı Benjamin Huntsman, saat yayları icin yuksek kalitede celik geliştirmeye calıştı. Ancak uretim maliyetleri sebebiyle sadece ozel urunlerde kullanılabilen dokme celikler uretiliyordu.
18. yuzyılda demir kullanılarak inşa edilen ilk yapılar koprulerdir. 1778 yılında İngiltere ’de inşa edilen Severn Nehri uzerindeki Coalbrookdale Koprusu ’nde “font” adı verilen ve ham demir ile hurda demirler ve bazı maddelerin karışımı ile elde edilen celik kullanılmıştır.
İngiliz Henry Cort, 1784 yılında iyi kalitede dovme celik uretmeyi başardı. Bu buluş sanayide adeta cığır actı ve İngiltere celik piyasasına hÂkim oldu. Dovme celikle iri kirişli kopruler inşa edildi. Daha sonraki yıllarda 1880 ’lere kadar uygulanan ceşitli yontemlerle dokme celik uretimi sağlandı.
1850-1855 yılları arasında İngiliz Henrt Bessemer ve Amerikalı William Kely, sıvı pik demire hava ufleyerek celik uretmeye calıştı. 1855 yılında alttan hava uflemeli armut şeklinde bir konvertor kurarak celik uretim patentini aldı.
1856-1864 yılları arasında Pierre Martin ve William Siemens, daha gelişmiş bir yontem olan tabanda hazırlama yontemiyle celik elde etti.
1876 yılında İngiliz mucit Sidney Gilchrist Thomas, Bessemer ’in konvertorunu geliştirerek ham sıvı demiri buyuk olcude yaktı ve daha kaliteli celik uretimini sağladı.
20. yuzyılın başında da celik yapıların sayısı giderek artmaya başladı. Ozellikle birinci ve ikinci dunya savaşlarında kullanılan savaş malzemelerinde ve yapılarda celik tercih edildi.
1912 yılında Avrupalı celik ureticilerinin ortak calışmaları sonucu paslanmaz celik uretildi ve patenti alındı.
[h=3]Ozellikleri Nelerdir? [/h]Celik, demir elementi ile karbon bileşiminden oluşan bir alaşımdır. Ham demirin işlenmesi sonucu ceşitli yontemler ve katkılar da kullanılarak celik veya dokme demir elde edilir. Celikteki karbon oranları yuzde 0,2-2,1 arasında değişir ve bu oranlar celiğin sınıflandırılmasında rol oynar.
Alaşımlarda krom, magnezyum, kobalt, vanadyum ve volfram gibi elementler de kullanılır. Demirle alaşım oluşturan karbon ve diğer elementler sertleştirme gorevi gorur. Alaşıma katılan elementler ve oranları; celiğin sertliği, esnekliği, gerilme noktası gibi ozelliklerini belirler.
Karbon miktarı arttıkca celik sertleşir ve guclenir; ancak esnekliği azalır. Yuksek karbon iceren demirlerde erime noktası duşuktur ve dokme kabiliyetleri vardır. Bu tur celiklere “dokme demir” denir. Az miktarda karbon ve demir curufları iceren celikler “dovme demir” olarak tanımlanır. Bu faktorler celiğin paslanmazlığı ve kaynaklanma kabiliyetini belirler.
Celiğin ozellikleri ile ilgili bazı bilgileri de paylaşalım;
Celiğin kimyasal bileşimi kaynak işlemleri icin uygundur
Demirden daha sert ve hafiftir
Isıl işlemlerle elektriksel, mekanik ve fiziksel ozellikler kazandırılabilir
Ceşitli işlemlerle yuksek sıcaklıklara dayanımı ve sertliği artırılabilir
Belli bir ısıda dovme, presleme ve haddeleme yontemleri ile istenen şekle sokulabilir
Bazı ozellikteki celikler soğuk olarak da şekillendirilebilir
Plastikler ve metallerle kaplama yapılabilir
Kızgın celiğe aniden su verildiğinde kristal ozelliği değişerek sertleşir. Bu işleme “celiğe su verme” adı verilir
Paslanmaz celikler korozyona ve ısıya karşı dayanıklıdır, yuzde yuz geri donuşum yapılabilir, uretimi ve temizliği kolaydır
Yuksek karbon iceren alaşımlı celikler “dokme demir” olarak da adlandırılır. Az karbonlu ve demir curuflu celiklere ise “dovme demir” denir
Karbon miktarı arttıkca celiğin akma ve cekme mukavemeti artırırken, kaynak ve şekillenebilme kabiliyetlerini azaltır.[h=4]Celik Uretim Metotları [/h]Celik uretiminde farklı yontemler kullanılıyor. Bu yontemler şunlardır; Bessemer-Thomas yontemi, Siemens-Martin yontemi, bazik oksijen konvertorleri ve elektrik ark ocakları yontemleri… Dunya celik uretiminin yaklaşık yuzde 70 ’lik bolumu bazik oksijen konvertorlerinde uretilmektedir. Yaklaşık yuzde 30 ’luk bolumu ise elektrik ark ocakları tesislerinde uretiliyor. Diğer yontemler de son 10 yıl icinde neredeyse terk edilmiş durumda.
Gecmişte kullanılan yontemler maliyetli ve meşakkatliydi. Gunumuzdeki celik uretim yontemleri daha kısa zamanda ucuz maliyetle uretime olanak sağlıyor. Demirden ve hurdadan geri donuşum yoluyla uretilen celikler, alaşımlı ve alaşımsız olarak sınıflandırılır.
[h=3]Celik Ceşitleri [/h]Celikler, kullanıldıkları alanlara ve yapısal ozelliklerine gore ceşitlere ayrılır. Bu celikleri şoyle sıralayabiliriz:
İmalat celikleri: Yuzde 0,06-0,65 oranları arasında karbon icerir. Bu celikler kendi aralarında; cekme mukavemeti, kimyasal analizleri ve ozel imalat celikleri olarak uce ayrılır. İmalat yontemleri ve karbon oranlarına gore sınıflandırılırlar.
Takım celikleri: Aşınmaya, darbelere dayanıklı, sert celiklerdir. Endustride malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılırlar. Alaşımlı ve alaşımsız olarak ikiye ayrılırlar. Alaşımlı celiklerde son zamanlarda kobalt, krom ve volfram gibi elementler kullanılmaya başlanmıştır. Ozellikle kobalt alaşımlı celikler magnetik malzemelerin yerini almaya başlamıştır.
Otomat celikleri: İşlenmiş yuzeyleri duzgun, talaş veren celik turudur. Talaşlarının kırılganlığı sebebiyle otomatik tezgÂhlarda kolay işlenir. Talaş kırılganlığını alaşımındaki kukurt sağlar.
Cıvata ve somun celikleri: Cıvata ve somunların imalatında kullanılır. Soğuk şekillendirilme ve talaşlı imalata uygundur.
Kazan celikleri: Yuksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Kaynak yapılabilir.
Yay celikleri: Elastik kabiliyeti ve şekil değiştirmesi yuksek celiklerdir. Elastikliğini sağlayan alaşımdaki silisyum miktarıdır.
Paslanmaz celikler: Celiğin alaşımında krom ve nikel miktarı yuzeyde oksit tabakası oluşturarak korozyona karşı direnc ve paslanmazlık ozelliği kazandırır. Oksit tabakasının yuzeyde kalması veya derine inmemesi icin krom oranının yuzde 10 ’un uzerinde olması gerekir. Krom, celiğin sertliğini ve mukavemetini artırır.
Paslanmaz celikler de kendi aralarında krom oranları ve alaşımındaki elementlere gore ceşitlere ayrılır. Bunlar; martentizik, ferritik ve ostenitik paslanmaz celiklerdir.
[h=4]Nerelerde Kullanılır [/h]Celik, metalurji endustrisinin en onemli metallerinden biridir. Kullanım alanı cok yaygın ve geniştir. Demiryolları ve tren, motorlu araclar, makineler, motorlar, ucaklar, uzay aracları başta olmak uzere askeri ve zırhlı araclar, catı ve dış yapı sistemleri, kopruler gibi bircok sektorun ana aktorudur.
Celiklerin kullanıldığı urun ve sektorlerinden bazılarını şoyle sayabiliriz: Mıknatıs, sağlam kasalar, iş makineleri, yaylar, tanklar, gemiler, metal kesiciler, torna tezgahları, lokomotif ve vagonlar, motor pistonları, dingiller, şaftlar, akslar, krank milleri, motor govdeleri, yuksek hızlı makine parcaları, kesici ve delici aletler, meteoroloji aletleri, testere, iş aletleri, dinamolar, asit tankları…
[h=4]Celik Ureten Ulkeler [/h]Dunyada celik ureten ulkelerin başında Cin geliyor. Yıllık 800 milyon tonun uzerinde celik uretim kapasitesi olan Cin, dunya celik uretiminin yaklaşık yuzde 50 ’sini sağlıyor.
Dunya ham celik uretimi pazarını 10 ulke elinde bulunduruyor. Bu ulkeler ve uretim oranları şoyle; Japonya 105 milyon ton (% 6,5), Hindistan 90 milyon ton (% 5,5), ABD 80 milyon ton (% 5), Rusya 71 milyon ton (% 4,5), Guney Kore 70 milyon ton (% 4,5), Almanya 43 milyon ton (% 3), Brezilya 34 milyon ton (% 2), Turkiye 32 milyon ton (% 2), Ukrayna 23 milyon ton (% 1,5).
Turkiye celik uretiminde dunyada 9. sırada yer alıyor. Turkiye ’nin yıllık celik ihracatı ise 16-17 milyon ton civarında. Bu miktar dunya celik ihracatlarında yuzde 3,5 ’luk bir orana tekabul ediyor. Turkiye ’nin yıllık celik ithalatı ise 20-21 milyon ton civarında…