Çelik: Dünyayı Fetheden Metal: Özet

Demir sadece sanayide değil, doğada ve de insan organizmasında da önemli bir role sahiptir.

DEMİR ELEMENTİ

Bir demir anıtı

Belçika’nın başkenti Brüksel son derece sıra dışı bir anıta ev sahipliği yapmaktadır: “Atomium” adı verilen 102 m yüksekliğindeki bu anıt, demir kristalinin 165 milyar kat büyütülmüş halini temsil etmektedir. İşlevine uygun olarak paslanmaz çelikle kaplanmış olan bu küreler bir demir atomunu temsil etmektedir ve “Atomium” muhtemelen demire adanmış olan en büyük anıttır. Atomium” 1958 Dünya Fuarı için hazırlanmıştı ve başlıca amacı Belçika endüstrisini tanıtmaktı.

Dünyanın en büyük okyanusu

Gezegenimiz demir yönünden son derece zengindir. Yerkürenin çekirdeği büyük ölçüde demir ve nikel metallerinin bir karışımından oluşmaktadır. . Yerküre çekirdeğinin büyük bir kısmı erimiş haldedir ve 2900°C civarında bir sıcaklığa sahiptir. Bu, dünyadaki en büyük okyanus olarak da addedilebilir.

Ateşten Doğmak

En nihayetinde ise yıldızın içinde dev bir demir topu oluşur; bu ise yıldızın yapısında bir istikrarsızlığa ve bunun sonucunda yıldızın hayal edilemeyecek büyüklükte bir güçle patlamasına yol açar. “Süpernova” adı verilen bu patlamalar muazzam miktarlarda enerji açığa çıkarırlar ve demirden daha ağır atom çekirdeklerine sahip elementlerin meydana gelmesi de bu aşamada gerçekleşir.

Kahverengi izler

Yer kabuğu demir yönünden son derece zengindir- demir toprakta en bol bulunan dördüncü elementtir. Ancak kabul etmek gerekir ki doğal, tamamen metalik bir halde olan demir bulmak nadiren mümkündür. 

Kızıl Gezegen

O zamandan bu yana geçen sürede Mars’a gönderilen araştırma araçları gezegenin bu mavi-kızıl tonunun gezegen yüzeyinde bulunan muazzam miktarlardaki demir-oksijen bileşiklerinden kaynaklandığını ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle Mars’ın “paslı bir gezegen” olduğu da söylenebilir.

Alacalı Kumtaşı

Birçok kayaya, taşa veya toprağa kızılımsı ya da kahverengi-siyah rengini veren işte bu maddedir.

Limonit birçok yerde; kazılarak kolayca çıkarılabilen, yumuşak kayalar halinde bulunmaktadır. Saf limonit süspansiyon işlemi ile elde edilebilir ve örneğin boya tozu olarak kullanılır. Kızıl, tropikal görünümlü laterit kumlu killi topraklar da renklerini belirli bazı demir bileşiklerine borçludurlar. Tuğla kırmızısı rengi mineralin sıcak bir iklimde oluştuğuna işaret etmektedir.

Volkanların derinlerden püskürttüğü demir

Belirli bazı yerlerde demir bileşikleri toprağın derinliklerinden yer kabuğundaki çatlaklar yoluyla yüzeye püskürtülen magmayla, yani erimiş kayalarla ortaya çıkmıştır. Magmanın yavaş yavaş soğumasıyla bu demir bileşikler katılaşmış ve belirli yerlerde demir yatakları oluşturmuştur.

Cevherin “kara bacalar” tarafından taşınması

Burada, tabandan sızan ve son derece sıcak olan deniz suyu tabanın çok altında yer alan plütonik kayaçlardaki mineralleri çekip çıkarır. Minerallerle ve volkanik bölgelerde bolca bulunan kükürt bileşikleri ile yüklü olan bu koyu renkli karışım deniz tabanında bulunan ve “kara bacalar” adıyla bilinen deliklerden yukarı fışkırır.

Kandaki demir

Demir olmasaydı nefessiz kalırdık. Bilindiği üzere, kanın bir görevi gaz halindeki oksijeni akciğerlerden çok sayıdaki iç organa taşımaktır. Bu görevi kanda bulunan ve hemoglobin adıyla bilinen bir protein yerine getirir. Her kompleks hemoglobin molekülünün merkezinde bir demir atomu bulunur ve bu atomun görevi oksijeni bağlamak ve kandaki yolculuğunun sonunda onu serbest bırakmaktır.

Demir tedarikçisi bakteriler

Bazı cevher yatakları belirli bazı bakterilerin faaliyetleri sonucunda ortaya çıkmıştır. Bu bakteriler ihtiyaç duydukları enerjiyi, demir bileşiklerini havadaki oksijenle bağlamak suretiyle elde ederler. Bu işlem sonucunda suda kolayca çözünmeyen ve dolayısıyla hızla çökeltilen kahverengi maddeler ortaya çıkmaktadır. Böylece yeraltı sularının havadaki oksijenle temasa geçtiği birçok noktada demir cevheri yatakları oluşmuştur. Bu yerler genellikle toprak yüzeyine yakın bulunduklarından, buralarda bulunan minerallere verilen isimlerden biri “balçıklı demir cevheri” şeklindedir.

-İlk serbest oksijeni yutan demir

Bugün bilinen en önemli ve açık arayla en büyük demir cevheri yatakları milyarlarca yıl önce, dünyamız henüz oluşum halindeyken, çok küçük canlıların yardımıyla meydana gelmiştir. Bu mikroorganizmalar özel pigmentle kullanarak güneş ışığını yakalıyor ve böylece kendilerine yeni bir enerji kaynağı elde etmiş oluyordu. Bu işlem böylesine ilkel olan bu canlı türleri için son derece zehirli olan bir oksijen açığa çıkarıyor olsa da, bu durum milyarlarca yıl boyunca bir sorun oluşturmamıştı, zira volkanik faaliyetlerin ürettiği ve deniz suyunda çökeltilmiş olan demir bu oksijeni tutuyordu. Ortaya çıkan kızıl-kahve- rengi, suda çözülmeyen demir bileşiği parçacıkları deniz tabanında birikti ve sonuçta kalınlığı yüzlerce metreyi bulan kayaç katmanları meydana geldi. Bunların rengi her birkaç milimetre veya santimetrede kızıl-kahve- rengi ile gri tonlar arasında değişiklik göstermektedir. Bu oluşumların kesiti alındığında kat kat bir görüntü ortaya çıktığından dolayı, bu tür cevherlere “damarlı cevher” adı verilmektedir.

Gizli demir sevgisi

Bu manyetik kuvvetlerin nedeni uzun bir süre bir bilmece olarak kaldı. Bugün biz bunun atomun yapısıyla ilgili olduğunu biliyoruz. Günümüzde manyetitin var olan tek manyetik madde olmadığı artık bilinmektedir. Gerçekten de hiç demir içermeyenler de dahil olmak üzere, artık çok daha güçlü manyetik malzemeler mevcuttur.

Manyetik dünya

Eskiden dünyanın içinde bir nevi dev bir mıknatıs çubuğunun olduğu ve onun manyetik alanının pusulaların konumunu etkilediğine inanılıyordu. Gerçekte ise bunun nedeni dünyanın merkezindeki sıvı demirdir. Burada dünyanın dönmesi ile harekete geçirilen büyük ölçekli elektrik akımları vardır. Dünyanın manyetik alanını oluşturan bu akımlardır ve bu da dünyamızın muazzam bir elektromıknatıs olduğu anlamına gelmektedir.

Manyetit

En önemli demir cevherlerinden biri olan manyetit demir (Fe) ve oksijenin (O) bir bileşimidir. Bu bileşimlere genel olarak demir oksit adı verilir. Manyetit Fe3O4 kimyasal formülüne sahiptir, yani üç demir atomu dört oksijen atomu ile birleşerek bir molekül oluşturmaktadır. Buradaki demir içeriği %60-70 civarındadır. Manyetit gri, mat renkli metalik maddeler veya kristaller meydana getirir ve çok sayıda volkanik kaya türünde, bazen muazzam miktarlarda bulunur.

Siderit (spatik demir cevheri)

Demir ve karbonik asitten oluşan FeCo3 formüllü bir bileşimdir. Yatağı Avusturya’da dev cevher dağıdır.

Limonit

Çok sayıda mineralden oluşan, sık rastlanan bir taştır ve en önemli demir cevherlerinden biridir. Kimyasal yapısı su içeren demir oksittir, dolayısıyla özünde bir çeşit pastır.

Pirit

Zaman zaman güzel görünümlü küpler şeklinde de kristalleşen altın sarısı renkli bu metal minerali FeS2 (S=kükürt) formülüne sahip bir demir-kükürt bileşiğidir.

Altın rengi nedeniyle bazen gerçek altınla karıştırıldığı için, bu minerale “ahmak altını” da denmektedir.

Hematit

Hematit de bir demir-oksijen bileşiğidir (demir oksit). Ancak Fe2O3 formülünden de anlaşılacağı üzere, hematit molekülünde daima üç oksijen atomuna bağlanmış iki demir atomu bulunmaktadır. Buradaki demir içeriği %50 civarında olup, manyetitin demir içeriğinden daha azdır.

Alet ve Silah Hammaddesi

Cevher olarak yaygın bir şekilde bulunmasına rağmen, demirin elde edilmesi oldukça zordur.

Demir cevherinden metalik demirin üretilmesi için bir kimyasal sürece ihtiyaç vardır. Örneğin, manyetit ve hematitte olduğu gibi, demirin oksijenle birleşmesi halinde, bu oksijenin başka bir elementle birleştirilmek suretiyle ortadan kaldırılması gerekmektedir.

Çok küçük ölçekli karmaşık süreçler

İlk demircilere hayranlık duymamak mümkün değildir, zira demiri kullanılabilir bir metal haline getirmek Demir 1538°C gibi yüksek olan bir sıcaklıkta erir. Isıtma süreci esnasında demirin bünyesinde karmaşık değişimler meydana gelir. Demirin ne kadar hızlı ve hangi sıcaklıkta ısıtıldığına ve soğutulduğuna bağlı olarak, bu değişimler metalin oldukça farklı sertlik ve tokluk derecelerine sahip olmasına neden olur. Başka elementlerin eklenmesi de demirin özellikleri üzerinde çok büyük bir etkiye sahiptir.

Demirin uzay kafesi

Demir gibi katı metaller kristal yapıdadır. Yani bunların atomları fizik kurallarının belirlediği üç boyutlu bir yapıda dizilmişlerdir ve bu dizilişe “uzay kafesi” adı verilmektedir. Bu “küplerin” trilyonlarcası art arda ve üst üste gelerek bir demir molekülünü oluştururlar. Bu tür demire “ferrit” adı verilir. Bu “küplerin” trilyonlarcası art arda ve üst üste gelerek bir demir molekülünü oluştururlar. Bu tür demire “ferrit” adı verilir.

Katkı Maddeleri

Saf demir göreceli olarak yumuşaktır ve bir malzeme olarak kullanılması pek mümkün değildir. Sadece başka elementlerle karıştırıldığı takdirde daha sert ve dayanıklı olur. Demiri harika bir malzeme olan çeliğe dönüştürmek için karbon ve başka metallere ihtiyaç vardır.

1000 birim demire bir birim karbonun eklenmesi bile demirin sertliğini önemli derecede arttırmaktadır. Karbon içeriği yaklaşık %2’ye kadar arttırıldığında, demirin sertliği de artar. Çelik çekiçlenerek veya haddelenerek dövülebilir, yani farklı bir şekle sokulabilir. Sertleştirilmesi de mümkündür: Çeliğin ısıtılması ve sonra aniden soğutulması (su verme) onun sertliğini çok büyük oranda arttırır.

İki yapı arasındaki denge

eliğin, karbon içeriğine ve ısıl işlemine bağlı olarak farklı özellikler göstermesinin altında yatan nedenlerden biri ferrit ve ostenit adlı iki yapının varlığıdır. Karbon çeliğe karışabilmektedir, ancak aynı zamanda demirle birlikte bir kimyasal bileşik de oluşturabilmektedir. Bu gibi durumlarda üç demir atomu bir karbon atomu ile bir araya gelir ve demir karbür ya da daha yaygın adıyla “sementit” meydana getirir. Sementit çok sert bir maddedir ve kullanımı çeliğin sertliğini önemli ölçüde etkiler.

Pas ile mücadele

Demirin en büyük düşmanının pas olduğu iyi bilinen bir gerçektir. Paslanma sırasında demir havadaki oksijen ve nemle reaksiyona girer ve çürümeye uğrayarak, yüzeyi yumuşak, pullu, kızılımsı kahverengi görünen bir kütleye dönüşür. Bu süreç her yıl milyarlarca dolarlık zararlara neden olur.

Birçok asit de demiri etkiler ve çözünmesine neden olur.

Bu korozyonu hızlandıran çok sayıda etken bulunmaktadır. Örneğin, asitlerin de söz konusu olduğu durumlarda (özellikle bir kimya fabrikasında) demir hızlı bir şekilde paslanır. Tuz da paslanmayı arttıran bir etkendir ve deniz suyu ile tuzlu deniz havası demirin hızla paslanmasına yol açar. Diğer taraftan kuru hava demir bileşimlerini paslanmaktan korur. Haliyle zaman içerisinde bu korozyonu önlemek üzere çok sayıda önlem geliştirilmiştir. Örneğin pas önleyici kaplamaların veya çeşitli paslanmayan ya da daha yaygın adıyla paslanmaz- çeliklerin geliştirilmesi bu önlemlerden bazılarıdır.

İnsanoğlu ve demirin 6000 yıllık geçmişi

İnsanoğlunun kullandığı ilk demir gökten düştü ya da başka bir ifadeyle, demir yüklü bir gök taşından geldi. Günümüzde bunu tespit etmek oldukça kolaydır, çünkü göktaşı demirinde daima belirli oranda nikel bulunur. En eski göktaşı demiri parçaları yaklaşık 6000 yaşındadır. Toprakta bulunan demirden üretilmiş en eski nesnelerin yaşı 4700 yıl civarındadır.

Hititlerin sır bilgileri

Hititler demiri lüks bir üründen gerçek anlamda kullanılabilir bir metale dönüştürdü. Ancak Hititler bu bilgileri diğer halklardan gizli tuttular ve demir üretimindeki özel becerilerini çelik silahlara dayanan bir imparatorluk kurmak için kullandılar ve bu değerli metalin Orta Doğu’daki ticaretini ellerinde tuttular. Asası gibi, Hitit imparatorunun tahtı da demirden yapılmıştı ve bu da bu metalin ne kadar itibar gördüğünün bir göstergesiydi.

Demirci ocaklarından ham demir elde etmek

Tipik bir demirci ocağı 1-3 metre yüksekliğindedir ve kumlu kil ya da kil tuğla kullanılarak, cevher yataklarının bulunduğu bir yerde kolayca dikilebilmektedir. Alt kısmında bir hava giriş ağzı bulunmaktadır. Önce kuru ot ve odunla doldurulur ve bunlar tutuşturulur. Ateş iyice harlandığında, ocağın içine “şarj”- odun kömürü parçaları, bunların üstüne küçük demir cevheri topakları, biraz daha odun kömürü ve en üstüne de kum- doldurulur. Ocağın içine daha fazla hava vermek için körükler kullanılır ve bu hava verme işlemi sıcaklıkyaklaşık 1300°C olana kadar sürdürülür.

Aslında bu sıcaklık saf demirin erime sıcaklığından uzaktır. Ancak, sıcaklık 500°C’yi aştıktan sonra, demir cevheri bir kimyasal sürece maruz kalır.

Su vermenin sırrı

Menevişleme oluşan gerilimleri gidermekte ve çeliğin tokluğunu daha da arttırmaktadır. Su- verme ve menevişleme bugün de kullanılan birer işlemdir ve “ısıl işlem” genel başlığının altında yer alır.

Çeliğin sertleştirilmesi nasıl mümkün olmaktadır?

Gerçekte ise metallerin her yeri düzenli bir yapıda değildir. Birçok noktadaki atomlar diğerlerine göre “kaymış” durumdadır. Kristal kafesteki bu yapısal kusura “dislokasyon” adı verilir.

Bu özelliğe bağlı olarak, dislokasyonlar saf demiri yumuşak ve “sünek”, yani kolayca deforme edilebilir yapmaktadır. Ancak bu durum sadece dislokasyonların serbestçe hareket edebildiği haller için geçerlidir. Kristal kafeste bulunan ve genellikle demir atomlarının boyutlarından farklı olan yabancı atomlar bu hareketlenmeyi kısmen engelleme özelliğine sahiptir. Bunun sonucunda metali deforme etmek için daha fazla çabaya gerek duyulur. Alaşımların genel olarak saf metallerden daha sert olmalarının nedeni budur.

Metal kafesinde bulunan büyük kusurlar da dislokasyonların “dalgalanmasını” engeller. Deformasyon kuvvetleri sürekli olarak birbirlerinin önünü kesen yeni dislokasyonlar meydana getirdiğinden, çeliği sadece çekiçleyerek veya haddeleyerek bile daha sert hale getirmek mümkündür. Bu işleme “pekleştirme” veya “gerinim sertleştirmesi” adı verilir.

Demir dövme teknolojilerinin yayılması

Özellikle Orta Avrupa’daki Keltler son derece gelişmiş demir işleme teknikleri ile ünlüydüler ve daha da kuzeyde yaşayan Cermen kavimleri onların bu teknolojilerini hızla adapte etmişlerdi. Cevherin ve kereste elde edilebilecek bir ormanın olduğu hemen hemen her yerde önemli bir demir sanayi kurulmaktaydı. Örneğin Avusturya’nın Steiermark (Styria), bugünkü Almanya’nın Oberpfalz (Yukarı Palatina) Siegerland ve Schleswig- Holstein bölgeleri ile Polonya’daki Vistula bölgesi böyle yerlerdi.

Demir lejyonlar

Roma lejyonunun silahları, aletleri ve zırhları için 20 tonun üzerinde çeliğe ihtiyaç vardı Roma İmparatorluğu’nun cevher yatakları bulunan her köşesinde yüz binlerce demirci ocağı faaliyet gösteriyordu. Demir dövme ustalıklarının çok iyi olması nedeniyle, Romalıların silahları genellikle düşmanlarının silahlarından önemli ölçüde daha üstündü. Romalılar imparatorluklarının büyüklüğü sayesinde de en yüksek kalitede demir cevherlerine sahiptiler.

Su değirmeninin gücü

Demirhaneler yeniden aşağıya, nehir vadilerine indi. Bunun nedeni yeni geliştirilmiş bir enerji kaynağı, yani suyun gücüydü. Bundan sonra kol gücünün yerini su değirmenleri aldı. Su değirmenleri demirin daha ekonomik bir şekilde, daha büyük miktarlarda ve daha iyi kalitede üretilmesine olanak sağlamaktaydı. Çarklar insanların kaldırmayı asla başaramayacağı ağır çekiçleri hareket ettirebiliyordu. Bu çarklar cevheri ezen dövme millerini ve metrelerce uzunluktaki güçlü körükleri hareket ettiriyordu. Daha sonraları suyun gücü şarjı fırının tepesindeki ağza boşaltılmak için tasarlanan elevatörle- ri, tel ve çubuk üretiminde kullanılan makineleri ve güçlü öğütme değirmenlerini çalıştırmak için de kullanılmaya başlandı. Üretimde kullanılan güç kaynağının kademeli olarak ve artan bir ölçüde buhar makinelerine kaydırılması 18. yüzyılın sonlarını buldu.

Körüklerle hava beslenmesi

O dönemde yaşayanların da şikâyet ettiği gibi, devasa körükler dayanılmaz bir ıslık sesi çıkarsalar da, fırınların daha da büyümesine katkı sağladılar ve böylece büyümekte olan demir talebinin karşılanabilmesi için üretimin önemli ölçüde arttırılmasına yardım ettiler.

Gelişmiş haddehane fırınları ve akışkan yataklı fırınlar

Akışkan yataklı fırınlar daha da yüksek olan yüksek fırınların öncülleriydi. Bunların geliştirilmesi demircilikte önemli bir ilerleme teşkil ediyordu. Akışkan yataklı yüksek fırınların en önemli özelliği sıvı demir üretebilmeleriydi. İkincisi, bunlar cevheri demirci ocaklarından çok daha verimli bir şekilde kullanabiliyordu. Bu ocakların cürufu düşük bir demir içeriğine sahipti ve cevherin hemen hemen tamamı metale dönüştürülüyordu.

Rafinasyon yoluyla çelik üretimi

Ne var ki dökme demir işlenebilir değildir. Döküm ne çekiçlenebilir, ne haddelenebilir, ne rendelenebilir, ne eğelenebilir, ne keskiyle oyulabilir, ne de tornada işlenebilir. Bunun nedeni, sıvı demirin yüksek fırında cevherden %5’e varan oranda karbon ve başka yabancı maddeleri absorbe etmesi ve bunun sonucunda sert ve gevrek hale gelmesidir. Bu malzemeden sünek, dövülebilir bir çelik üretmek için “rafinasyon” adı verilen yeni bir üretim aşaması geliştirilmişti. Bu aşamada dökme demir büyük, refrakter astarlı haznelere konuyor, demir cürufu ve demir cevherleriyle karıştırılıyor, bir kez daha eritiliyor ve sonra güçlü taze hava akımları ile rafine ediliyordu.

Odun yerine kok kömürü

Üreticiler rafinasyon işlemi için yine odun kömürüne başvuruyordu, çünkü çeliğe kok kömürü bile zarar verebiliyordu. Ancak, 1784 yılında bir başka girişimci olan demir üreticisi Henry Cort bu soruna bir çözüm buldu; Pud ling (karıştırarak yumuşak demir elde etme). Bu yeni keşif modern çelikçiliğin başlangıcı olarak kabul edilmektedir. Cort özel bir kömürlü fırın geliştirdi. Kömür ateşi bir odada yanıyor ve içine rafine edilmemiş “pik” kömür ile cüruf oluşturan maddelerin şarj edildiği bir eritme potasını ısıtıyordu. Bunun anlamı eritilen demirin kömürle temasa geçmemesiydi. Sadece hâlâ oksijen içeren yanıcı gazlar sıvı demirin bulunduğu havuzun üzerinden geçiyordu. Oksijen demirin içindeki karbonun bir kısmını yakıyor ve böylece düşük karbonlu çelik üretilmiş oluyordu.

Konvertör Çeliği

İçi refrakter tuğlaları ile kaplanmış, büyük bir ana giriş ve havayı enjekte etmek için alt kısmında çok sayıda püskürtme ağzı içeren, büyük bir çelik kaptı. Sahip olduğu şekil nedeniyle, bu konvertere bazı çevrelerde “Bessemer Armudu” adı verilmiştir. Bu düzenek sadece yirmi dakikada 20 ton demiri çeliğe dönüştürebiliyordu. Sadece Konverterin içi dolomit tuğlaları île kaplanıyordu. Artık refrakter astarına zarar vermeden ateşe kireç eklenebiliyordu ve kirecin dolomitle etkileşime girmemesi sayesinde fosforun kimyasal olarak bağlanması mümkün oluyordu.

 

Çin önde gidiyordu

Çin bilim ve teknolojinin birçok alanında ve özellikle de demir ve çeliğin üretimi ve işlenmesi konusunda Batı’nın yüzlerce yıl ilerisindeydi. Bu ülke zamanında demircilikte Avrupa’nın ancak on sekizinci yüzyılda geldiği bir gelişmişlik düzeyine ulaşmıştı.

Bahsedilen dönemde Çin’de dökümden yapılan kaplar, aletler ve edevatlar büyük miktarlarda üretilmekte ve yaygın bir şekilde kullanılmaktaydı. Buna ek olarak, Çinliler M.Ö. 300 civarlarında dökme demirin özelliklerini önemli ölçüde iyileştirecek yöntemler bulmuşlar ve onu daha sert ve tok yapacak, tavlama olarak bilinen ısıl işlemi geliştirmişlerdi. M.Ö. 31 civarında su ile çalışan ilk körükler ortaya çıkmış ve bu gelişmeden sonra fırınlar ve bunlarla bağlantılı tesisler de sürekli olarak geliştirilmiştir.

Demircilerin gizli numaraları

Rivayetlere göre demirci Wieland iyi çeliği küçük parçalara ayırıyor, bunları kazlara yediriyor ve daha sonra tekrar toplayıp işliyordu ve bu tuhaf işlem defalarca tekrarlanıyordu. Günümüzün metalürji uzmanları da böyle bir işlemi onaylarlardı, çünkü belirli bazı kimyasal reaksiyonlar- örneğin metal yüzeyinin kaz dışkısında bulunan nitrojenin sertleştirici etkisine maruz kalması- çeliği gerçekten sertleştirmiş olabilir.

Cevherden demire

Avrupa’da belirli bir demir cevheri sanayi olan ülkelerin sayısı birkaç tanedir. Bu yerlerden biri İsveç’te bulunan Kiruna’dır. Buradaki maden yatağından elde edilen demir cevheri yüksek kalitelidir ve bu nedenle 100 metreyi aşan derinliklerde bile en gelişmiş yöntemlerin ve geniş ölçüde otomatik ekipmanların kullanıldığı bu maden işletmesinin var olmaya devam etmesi anlaşılır bir şeydir.

Cevherin uzun yolculukları

Bugün Avrupa’ya gelen demir cevherinin çok büyük bir kısmı denizaşırı menşelidir. Ana üreticiler Brezilya ve Avustralya’dır. Bunlara Çin de dahil edilebilir, ancak bu ülke kendi demir cevherini kendisi işleme eğilimindedir. Cevher, yük gemileriyle Avrupa, Japonya ve ABD’ye ulaştırılmak üzere binlerce kilometre yol gitmesine rağmen, göreceli olarak ucuzdur. Bunun nedeni Brezilya ve Avustralya’da kızılımsı-kahverengi demir cevherlerinin açık maden ocaklarından çıkarılması ve böylece maliyetlerinin yeraltı madenlerinden daha ucuz olmasıdır.

Avustralya’daki demir eyaleti

Avustralya’nın batı kesimindeki Pilbara bölgesi bu açıdan özellikle ünlüdür. İsviçre’nin iki katı bir alanı kaplayan bu bölgede en az 30 milyar ton cevher bulunmaktadır. Bu yataklar mevcut maden çıkarma hızıyla daha yüzlerce yıl hizmet vereceklerdir. Bölge çok sayıda maden işletmesi tarafından paylaşılmış durumdadır.

Gang ile mücadele

Gang, yani cevherdeki demirin saflığını bozan değersiz mineralleri uzaklaştırmak için çeşitli işlemler kullanılmaktadır. Örneğin, cevher belirli bir sıvıda yıkanır ve cevher parçacıkları daha yüksek bir yoğunluğa sahip olduğundan, diğer taşlardan ayrıştırılır. Bir diğer yöntem ise yüzdürme işlemidir. Burada toz halindeki cevher bir solüsyona serpilir ve bu solüsyona, cevher parçacıklarını suyu tutmayacak hale getiren bazı maddeler eklenir. Oluşan küçük kabarcıklara hava tutulduğunda cevher tozları köpükte tutulur ve böylece yüzeyden toplanmaları mümkün olur. Doğal olarak, manyetik demir

Cevherin ön işlenmesi

Demir cevherini demire dönüştürülmesi- yani izabe prosesi- çelik işletmesinin kalbi sayılan yüksek fırında gerçekleşir. Pelet halinde gelmeyen cevherin bir ön işlemeden geçirilmesi gerekiyor: Gereğinden büyük olan topaçlar parçalanırken, toz halindeki cevherin daha büyük parçalara dönüştürülmesi gerekmekte, bu da “sinterleme”, yani yüksek ısıda pişirme işlemiyle sağlanmaktadır.

 

Kok kömürünün yakıt olarak sağlanması

Gerekli ısıyı üretmek için fırınların yakıta ihtiyaçları vardır. Normalde bunun için kok kömürü kullanılır. Kok kömürü ucuz sayılır ve ayrıca iki önemli işlevi de yerine getirir: Kok cevheri redükler- yani oksijen içeriğini bağlar- ve geriye metalik demir bırakır; çok yüksek sıcaklıklarda bile ağır ağır yanan kok parçaları ayrıca a) yanıcı gazların fırındaki dolgudan yukarıya yükselmelerini ve b) sıvı cürufun ve “sıvı metal” haldeki demirin dibe doğru akmalarını sağlar.

Sıcak hava

Yanıcı gazlar yüksek fırının boğazından ya da diğer bir ifadeyle tepesinden dışarı yükselir.

Üstten çıkan bu gazlar sadece sıcak değil, aynı zamanda büyük miktarda yanıcı madde de içerir. Bu nedenle bu gazların içerdiği enerjiden yararlanmak için bunlar fırına verilen ve “üfleme havası” adıyla bilinen havanın ön ısıtılmasında kullanılmak üzere, geri kazanılır.

Çelik üretim tesisinin kalbinde

Yüksek fırının önemli bir parçası da kontrol odasıdır. Yüksek fırındaki bütün operasyonlar buradan, bilgisayar destekli teknolojiler ve kameralar, termometreler ve bir dizi çeşitli sen- sörler kullanılarak izlenir ve yönetilir. Birçok operasyon geniş ölçüde otomatikleştirilmiş durumdadır. Örneğin, şarj besleme sistemini kontrol eden bilgisayar doğru miktardaki cevher ve kok yükünün fırına doğru zamanlarda beslenmesini sağlar. Bilgisayar bu işlemi gerçekleştirirken, hızlıca alınan numuneleri kullanarak aynı zamanda arzu edilen demir kalitesini, fırındaki redükleme prosesinin durumunu, kullanılmakta olan cevherin bileşimini, içeri üflenen havanın sıcaklığını ve basıncını ve son olarak da akıtılan son sıvı demirin (sıvı metalin) miktarını ve bileşimini de hesaba katar.

Bize demiri veren korlar

Yüksek fırının çeşitli bölümlerinde sayısız fiziksel ve kimyasal reaksiyon meydana gelir. Bu reaksiyonlar yavaş yavaş yukarıdan aşağıya doğru çöken ve daha da yüksek sıcaklıklara maruz kaldıkça, gittikçe hızlanan bir dönüşü¬me uğrayan şarjda oluşan değişiklikleri de belirlemektedir. Şarj yaklaşık sekiz saat zarfında fırının tepesinden dibine doğru iner ve bu esnada sıvı demir ve cüruf haline dönüştürülür.

Ergiyik akıtma işlemi ve kıvılcım yağmuru

Yüksek fırındaki maden deliklerinden birini açmak için özel bir delme makinesi kullanılır. Sıvı metal ve cüruf bu delikten fışkırdığında akkor haldedir ve sıcaklıkları 1500°C’nin üzerindedir. Akkor haldeki bu kütle “yolluk” adı verilen ve refrakter malzemelerden yapılmış bir kanala yönlendirilir. Eriyik halindeki malzemenin oluşturduğu parlak sarı renkteki akıntıdan etrafa akkor haldeki parçacıklar sıçrarken, etrafa zaman zaman düzinelerce havai fişeği andıran kıvılcım demetleri de saçılabilir.

Karbon gazlarının garip yolculuğu

Karbondioksit yukarıya doğru yükselirken daha düşük sıcaklıklarda olan kor kırmızılığındaki kok kömürünün arasından geçmek zorundadır. Bu geçiş gazdaki oksijenin bir kısmını alır ve böylece C + CO2’den iki parça CO elde edilmiş olur. Daha yüksek ve soğuk bölgelerde karbonmonoksit kısmen yeniden karbon ve karbondioksit haline ayrışır. CO’nun yaklaşık yarısı tepe gazı olarak dışarı çıkar ve yüksek fırında oluşan ve çıkan bütün karbonmonoksit yanıcı olduğundan, daha sonra üfleme havası ön ısıtma fırınlarında yakılır.

Gri ve beyaz dökme demir

Diğer taraftan gri kırılma yüzeyine sahip demir, kum ve kayaların temel bir maddesi olan silisyum katışkıları içermektedir. Silisyumun varlığı demir karbür oluşumunu büyük ölçüde engeller. Bunun sonucunda demirdeki karbon koyu renkli grafit kristalleri meydana getirir. Gri dökme demir rögar, oluk, atıksu borusu ve demir gevrekliğinin önem taşımadığı benzer parçaların üretimi için uygundur. Bu demirin bir avantajı kolayca kalıplara dökülebilmesi ve esnemezliğinin, sertliğinin ve ısı iletkenliğinin çok sayıda uygulama için elverişli olmasıdır.

Arındırcı ateşten doğmak

Eski zamanlarda sıvı metalin içindeki fazlalık karbonun ve diğer katışkıların demirden temizlenmesi uzun ve zorlu bir işlemdi. Modern çelik üretim tesislerinde bu işlemler sadece 10-20 dakika sürmektedir. Ancak bu işlem yüzyıllardır değişmemiştir: Demir oksijenle işlenir ve bu da zararlı maddeleri yakar.

Bu işlem “konverter” olarak bilinen büyük konteynerlerde gerçekleştirilir. Bir zamanlar Thomas konverterinde olduğu gibi, günümüz konverterlerinin içleri de refrakter dolomit ile kaplıdır.

Sıvı metale hurda eklenmesi

Konverter başlangıçta dik tutulur ve tepedeki geniş açıklıktan doldurulur. Daha sonraki bir aşamada koruyucu cürufu sağlamak için bir vinç konverterin içine küçük bir yanmış kireç şarjı döker. Bunu bir demir veya çelik hurdası şarjı izler ve böylece hem bu hurdalar geri dönüştürülür hem de sıvı haldeki demirin soğutulması sağlanır. En son olarak da konverterin içine sıvı metal boşaltılır. Bu şarj genellikle doğrudan yüksek fırından gelir. Ancak bazı cevherlerde çelik üretiminden önce zararlı olabilecek maddelerin sıvı metalden ayıklanması gerekmektedir. Bunu sağlamak için torpido potasına bu zararlı maddeleri bağlamaya ve onları cürufa dönüştürmeye yarayan belirli kimyasal maddeler eklenir. Sıvı haldeki demir oksijenle temas ettiğinde akkor hale gelir ve içeriğindeki karbon, fosfor, mangan, kükürt, silisyum ve diğer zararlı maddeler 2500°C’yi aşan sıcaklıkta hemen hemen tümüyle yanarlar. Oluşan sıcaklık eriyiğin hızlı bir ajitasyona uğramasını sağlar ve böylece eriyiğin her tarafı herhangi bir karıştırmaya gerek kalmadan oksijenle temasa geçmiş olur.

Ateşten doğmak

Sıvı metalin çeliğe dönüştürülmesi etkileyici bir manzaradır, ancak modern bir çelik üretim tesisinde buna şahit olmak isteyen ziyaretçiler güvenlik nedeniyle bu manzarayı sadece emniyetli bir yerden izleyebilirler. Bunun nedeni ortaya çıkan gazların büyük bir gürültü çıkararak adeta bir ateş topuna dönüşmesi ve konverterin ağzından büyük eriyik çalkantıları eşliğinde dışarı fışkırmasıdır. Bu prosesin sürmesiyle konverter, içinde yanıcı maddelerin biriktiği köpüklü bir cürufla dolmaya başlar. Tahmin edileceği üzere, çıkan gazları temizleyen ve tozları tutan filtre sistemlerinin büyük kapasiteye sahip ve etkili bir şekilde çalışıyor olması gerekmektedir.

Boşaltma prosesi esnasında ayırma

Her şey yolunda giderse, oksijen üfleme borusu geri çekilir ve güçlü elektrik motorları devasa konverteri yavaşça yana doğru yatırır. Çelik eriyiği ilk aşamada yan taraftaki daha küçük bir maden deliğinden, onu almak üzere yanaştırılmış bir döküm potasına dökülür. Böylece eriyiğin üzerinde yüzen cüruf konverterde kalır.

Elektrikle çelik üretimi

Ocağın içi öngörülen miktardaki hurdayla doldurulur ve elektrotlar tavandaki deliklerden içeri sokulur. Hurdalar ile bunlara belirli bir mesafede bulunan elektrotların arasında bir elektrik arkı oluşturulur ve bunun sonucunda oluşan kör edici elektrik boşalmasının oluşturduğu ısı 3500°C’yi aşar. Bu ısı hurdayı ve diğer bütün maddeleri eritir. Isıtma işlemini hızlandırmak için bu ocakların birçoğu ilave gaz brülörleri ile donatılmışlardır.  Hurdadaki istenmeyen katışkıları bertaraf etmek amacıyla bu düzeneğe bir oksijen üfleme borusu da dahil edilebilmektedir.

Kalite nin arttırılmasına yönelik pota işlemleri

Konverter ya da elektrikli ark ocağında üretilen çelik bugünkü kalite gereksinimlerini karşılayamamaktadır. Bunun bir nedeni çeliğin hâlâ oksijen gibi çözünmemiş gazlar ile aşırı miktarda kükürt, fosfor ve başka bulaşkanlar içermesidir. İkincil metalürji arzu edilen çelik kalitesine bağlı olarak çeşitlendirilebilen, bir dizi işlemi kapsamaktadır.

Çelik modifikasyonu

Isıl işleme ek olarak alaşımlama yani başka kimyasal elementlerle karıştırılması da özellikle yaygın bir uygulamadır. Ticari olarak sunulan birçok çelik türünü farklı kılan şey bu katkı maddeleridir. Özellikle yüksek nitelikli çelikler elde etmeye yarayan bazı metallere “çelik pekiştirici” adı verilmektedir.

Geleceğin arabaları için çelik

Özellikle hem güçlü hem sünek olduklarından, dönüşüm etkili yoğruklanmış çelikler (TRIP- Transformation Induced Plasticity) bu amaca yönelik olarak yıllardır kullanılmaktadır. Bu çeliklerden imal edilen otomobil gövdeleri benzerlerine göre daha ince ve hafiftir. Tabii burada sünekliğin bir kısmı parçaların üretimi esnasında uygulanan kuvvet nedeniyle kaybolmaktadır. Buradaki şekillendirme “derin çekme” prosesi ile yapılmaktadır, yani erkek kalıp sac metale muazzam bir kuvvet uygulayarak, onu dişi kalıpta şekillendirmektedir.

Lastik bir bant kadar esnek

Çatlamadan %1000 uzatılabilen çelikler bile vardır; bu özellik metalin kristal kafesinde gerçekleştirilen özel değişimler aracılığıyla sağlanır. Bu çelikler bir çarpışma olduğunda çarpma enerjisini bir akordeon gibi katlanmak suretiyle emmek üzere tasarlanmış, çarpışma bölgeleri için gerekli çeliklerdir.

Çevresel sürdürülebilirlik şampiyonu

Demirin çevrede büyük miktarlarda bulunan doğal bir madde olması çeliğe bir avantaj sağlamaktadır. Pas da metalik demir de toksik değildir ve suyla birlikte toprağa veya nehirlere bir miktar karışmasının olumsuz bir etkisi pek yoktur, çünkü yapısı itibarıyla yeryüzünde zaten büyük miktarda demir mevcuttur.

Her çeşit çelik

Takım çeliği

Delme, kesme, tornalama, frezeleme ya da törpüleme gibi uygulamalara dayanabilmeleri için bu çeliklerin özellikle sert ve tok olmaları gerekmektedir.

Yapı çeliği

Göreceli olarak ucuz olmalarına karşın yeteri kadar güçlü olan düşük alaşımlı metaller çelik kirişler, sac ve levhalarda kullanılmaktadır. Yüzde 20 civarında mangan içeren çelikler daha yüksek tokluk gereksinimlerini karşılayabilmektedir.

Betonarme çelik

Betonun içinde (çelik destekli ve ön gerilmeli betonlar) kullanılacak çeliklerin çekme kuvveti olan yerlerde denge sağlaması yeterlidir. Bu tür çelikler çubuk, kangal veya örgü şeklindedir ve kolayca kaynak edilebilmektedir.

Öngerilmeli çelik

Öngerilmeli beton üretimine yönelik, esnemez bir çeliktir. Çelik halat ya da çubuklar önemli bir çekme gerilimine tabi tutulur ve sonra betonun içine gömülür. Bir gerilmeye maruz kaldıklarında minimal bir uzama göstermeleri beklendiğinden, burada daha çok alaşımsız çelikler kullanılmaktadır.

Paslanmaz çelik

Yüzde 10’u aşan krom içerikli çelikler kendilerini pastan koruyan yoğun bir yüzey filmine sahiptir. Nikel, molibden veya mangan gibi diğer alaşım metalleri bu çeliğin kimyasal hasarlara karşı olan direncini daha da arttırmaktadır. Ancak bu çeliklerin de makinede işlenebilme özellikleri çok iyi değildir.

Bıçak çeliği

Özellikle esnemez, sertleştirilebilir ve bulaşık makinelerine dayanıklı bıçakların üretiminde yüksek krom, molibden, vanadyum ve başka elementler içeren, özel alaşımlı çelikler kullanılmaktadır.

Yay çeliği

Bu çelikler saat yayları ve ayrıca motorlu araçlarda kullanılan amortisör yaylarında kullanılmaktadır. Bu nedenle hem sert hem de esnek olmaları ve önceki hallerine dönebilmeleri gerekmektedir. Bu özelliğin elde edilebilmesi için küçük miktarda karbon, silikon, krom ve mangan ile alaşımlandırma yapılmaktadır.

İnvar çelik

İnvar, bazen kobalt da eklenen, demir ve %36 nikelden oluşan ve sıcaklığın düşmesi veya artmasıyla hacmi hiç değişmeyen bir alaşımdır.

Derin sıvama çeliği

Bu çelik çeşidi derin sıvama işlemi için, yani çelik sacın erkek kalıp tarafından preslenerek dişi bir kalıp üzerinde şekillendirilmesi için optimize edilmiştir. Bu nedenle bu çeliklerin oldukça yumuşak ve çatlamaya dayanıklı olması gerekmektedir.

Aside dayanıklı çelik

Yüzde 18’i aşan krom içeriğine sahip paslanmaz çelikler birçok asit, alkali ve başka kimyasala karşı iyi bir dirence sahiptir ve örneğin kimya endüstrisinde kullanılmaktadır.

Otomat çeliği

Bu çelikler makinelerde- örneğin frezelerde- otomatik olarak işlenebilmektedir ve kesme işlemi esnasında kısa talaş çıkarmalarından dolayı işlenmeleri kolaydır

Islah çeliği

Bu çelikler gerilimlere maruz kalan dingil, mil, cıvata ve somun gibi makine parçaları için kullanılmaktadır. Bu çelikler ıslah işlemi sayesinde (su verme ve menevişleme) bu tür uygulamalar için çok yüksek bir mukavemet kazanmaktadırlar. Bunlar uygu-lamanın gerektirdiği optimal miktardaki krom, nikel ve mangan gibi alaşımları içeren, alaşımlı çeliklerdir.

Denizaltı çeliği

Bu cins çelikler başka elementlerin yanı sıra, mangan, krom, nikel ve molibden ile alaşımlandırılmıştır. Deniz suyuna karşı dayanıklıdırlar ve basınç altındayken çatlamak yerine, plastik deformasyona uğrama eğilimindedirler. Her şeyden öte, bu çelikler manyetik değildir ve denizaltıların manyetik sensörlerce belirlenmesini önlemektedirler.

Nitrasyon çeliği

Aşınma dayanımları son derece yüksek olan bu çelikler motor dişlileri, kam milleri ve valflerinde kullanılmaktadır. Bunlar genellikle krom, alüminyum ve titanyum ile alaşımlandırılmaktadır. Burada çeliğin yüzeyine azot emdirilmektedir ve bu da metalin son derece sert nitrürler (azot bileşikleri) oluşturmasına yol açmakta ve bunun sonucunda çeliğin aşınma dayanımı önemli ölçüde artmaktadır.

Döküm, dövme, haddeleme

Bugün çeliğin çok büyük bir bölümü sürekli döküm yöntemiyle katılaştırılmaktadır. Bu dâhiyane yön-temin iki avantajı bulunmaktadır: 1) Katılaşan malzemede döküm boşluklarının oluşumunu önler. Örneğin gaz kabarcıkları veya gaz boşluklarının varlığından kaynaklanan çökmelerin oluşmasını büyük ölçüde önler. 2) Adından da anlaşılacağı üzere, makineler sürekli çalışıp, kesintisiz bir şekilde çok büyük miktarda çelik üretilebilir.

Sonsuz bir çelik şeridi

Kural olarak bir sürekli döküm tesisinde eş zamanlı çalışan birden fazla yassı kütüktük hadde ayağı bulunur. Refrakter kaplı olan ve döküm potalarından sürekli olarak sıvı metal ile takviye edilen “tandiş” adı verilen bir dağıtım mekanizması sıvı metalin her ayağa beslenmesini sağlar. Havasız ortamda yapılmalıdır aksi halde havadaki oksijen ile ergiyik reaksiyona girer.

 

Diğer döküm prosesleri

Arzu edilen ürünler her zaman kalın yassı kütükler biçiminde olmayabilir. Aynı prensipler kullanılarak daha küçük boyutlu ham demirlerin ve küçük bir açıklık bulunan, su soğutmalı karşılıklı iki döner merdane kullanılır. Merdanelerin arasındaki dar alanın etrafı kapatılır ve çelik eriyikle doldurulur. Böylece merdanelerin altından ince bir şerit çıkar ve bu da nihai (net) şekle yakın çelik sac halinde katılaşır.

Çeliğin haddelenmesi

Kural olarak yassı kütükler doğrudan haddeleme tesisine götürülür. Bu te-sislerin atölyeleri çoğunlukla yüzlerce metre uzunluğundadır ve bunlar çelik üretim tesisinin olduğu yerde bulunurlar. Yassı kütükler burada levha, sac ya da başka bir biçimde haddelenirler. Haddeleme işleminden önce çeliğin özel fırınlarda kızıl bir korluğa ulaşacak şekilde ısıtılması gerekmektedir. Bunun nedeni (erimiş balmumunda olduğu gibi) ısıtılmış malzemelerin genel olarak soğuk malzemelere göre daha kolay ve etkin bir şekilde biçimlendirilebilmesidir.

Haddeleme işleminden önce çeliğin özel fırınlarda kızıl bir korluğa ulaşacak şekilde ısıtılması gerekmektedir. Bunun nedeni (erimiş balmumunda olduğu gibi) ısıtılmış malzemelerin

Dövme

Haddelemede olduğu gibi, burada da demir önce iyice ısıtılmaktadır, ancak bu sıcaklık erime noktasının altındadır. Metali işlemede kullanılan dövme çekiçleri buhar basıncı veya sıkıştırılmış havayla çalıştırılmaktadır. Hassas işlerde hidrolik dövme makineleri kullanılır ve bunlar muazzam bir basınç uygulayarak çeliği presler, şişirir (kalınlaştırırlar) veya yayarlar (uzatırlar) ve istenen şekle getirirler.

Presle ve çekiçle dövme

“Açık kalıp” yöntemiyle üretilmesi zor olan bazı parçalara ihtiyaç duyulduğunda üreticiler “kapalı kalıp” işlemine başvururlar. İşlenen parça burada dövme çekici veya presi ile özel olarak hazırlanmış, “dişi kalıp” adı verilen kalıbın şeklini alacak şekilde dövülür. Böylece metal bu kalıbın şeklini alır ve işlenen parça doğru, nihai (net) şekle yakın ölçülere sahip olarak üretilir. Örneğin otomobil motorlarındaki dişliler, krank milleri ve biyeller ile araçların vites kutusu parçaları ve her türlü makineye ait başka bileşenler bu şekilde üretilmektedir. Presle dövme işlemi malzemenin özelliklerini iyileştirir ve parçalara mukavemet kazandırır.

Buradaki dezavantaj kalıpların belirli bir maliyet karşılığında, önceden üretilmek zorunda olmasıdır. Bu nedenle bu işlem seri ve büyük miktarlarda üretilmesi gereken parçalar için uygundur.

Kesme ve kaynak

Oksijen kaynağı; çelik üretim tesisle-rinde yassı kütükleri kesip ayırmak için kullanılır. Çalışma prensibi saf oksijenin kor haldeki çeliği tutuşturmasına dayanmaktadır. Sıcak gaz alevi çeliği ısıtır. Alev çıkan ağzın içinde sıcak çeliğe saf oksijen püskürten başka bir ağız daha bulunur. Bu oksijen metali hızla keser ve oluşan yumuşak demir oksitleri çıkan gazın basıncıyla etrafa üfürülür.

Soğuk haddelenmiş çelik

“Soğuk şekillendirme prosesi” çeliği deforme etmek için önemli ölçüde daha fazla güç gerektirmesine rağmen, daha yüksek bir boyutsal kararlılık ile daha pürüzsüz yüzeyler elde edilmesini sağlar ve ayrıca gerinim sertleşmesi olgusu sayesinde çeliği daha mukavemetli ve sert yapar.

Teneke kutular

Teneke kimyasal açıdan demirden daha dayanıklıdır. Çelik şerit önce folyonun ön işleme tabi tutulduğu birkaç banyodan geçer ve bunu izleyen bir banyoda çeliğin yüzeyine ince bir katman kalay uygulanır. Bundan sonra da kalayı yoğun, parlak ve çeliğe iyice yapışmış koruyucu bir katmana dönüştürmek üzere ısıl işlem yapılır. Kalay çeliği korozyondan, yani kimyasal maddelerin saldırılarından korur. İşlemi biten malzemeye teneke sacı adı verilir.

Otomotiv sacı- mesleğin sırları Karşılanması gereken güvenlik şartları son yıllarda büyük bir artış gösterirken, araba gövdesindeki parçalar farklı gerilimlere maruz kalır. Bunlardan bazıları bir çarpışma halinde daha fazla yük kaldırabilmek veya daha fazla mukavemet göstermek zorundadır. Daha önceleri araba gövdeleri farklı mukavemetlere sahip çok sayıda parçadan oluşuyordu. Yapılarındaki belirli bölgelere has, hassas bir şekilde ayarlanabilir farklı özellikler içeren prefabrike sacların yardımıyla, bugün tasarımcılar daha şık bir yaklaşım benimseyebilmektedir.

Tel Çekme 

Çelik önce üretim tesisinde birkaç milimetre ile birkaç santimetre arası değişen çaplarda haddeleme işleminden geçirilir. Teller daha sonra kangal şeklinde sarılır. Takip eden üretim işlemi çekme atölyelerinde gerçekleştirilir. Teller burada sert bir metalden yapılmış kalıp bloklarda yer alan veya elmastan daha küçük çaplı deliklerden çekilir. İşlemi kolaylaştırmak için yağlayıcı maddeler de kullanılmasına rağmen, haliyle burada yüksek çekme kuvvetlerine ihtiyaç duyulur.

Her çeşit tel

Çeliğin cinsi seçildikten ve ürün bütün kalıplardan geçirildikten sonra, ısıl işlem yardımıyla telin özelliklerini kullanma amacına uygun olarak değiştirmek mümkündür. Çelik kablolar kopma ve korozyona karşı özellikle dayanıklı hale getirilebilir; spiral yaylar için özellikle esnek tellere ihtiyaç vardır ve motorlardaki valf yayları için son derece sağlam ve yorulmaya dirençli teller, dişçilik uygulamaları için son derece esnek teller veya çelik çiviler için son derece sert tellerin üretilmesi mümkündür.

Saldırıdan korunma

Yıllar içerisinde korozyon ve pasa karşı çok sayıda koruma prosesi geliştirilmiş bulunmaktadır. Seçeneklerden biri çeliğin başka maddelerle kaplanmasıdır. Konserve kutusu sacları ince bir kalay tabakasıyla korunurken, duvar bileşenleri ve çelik kirişler paslanmaya karşı ince bir çinko tabakasıyla kaplanmaktadır. Bunun için çelik ürün kısa bir süre için 450°C civarındaki bir sıcaklığa sahip erimiş çinkoya daldırılır. Sıcak daldırma galvaniz olarak bilinen bu prosesin amacı çeliği ona iyice yapışmış koruyucu bir tabaka ile kaplamaktır.

Çelik dolu bir dünya

Demirin yükünü taşıyan demiryolları

son 200 yıldır demir lokomotifler ve vagonlar demir raylar üzerinde hareket etmiştir. Demiryolları 19. yüzyılda yeni kıtaların kapılarını açtı ve daha önce köylerinden çıkmamış insanlara ülkelerinde konforlu bir şekilde seyahat etme olanağı sundu. Bu ucuz ve hızlı taşıma yöntemi sayesinde ticaret hacmi de kat kat arttı.

Sonuçta en çevre dostu taşıma şekillerinden biri olduğundan, demiryolları hep son derece modern ve gelecekte de sürdürülebilir olmayı başarmaktadır.

SATIN ALMAK İÇİN TIKLAYIN