Çeliğin Tarihçesi

Çeliğin Tarihçesi

Atalarımızın teknolojisi, on bin yıl önce taş kullanımına, üç bin yıl önce tunç kullanımına ve iki bin yıl önce demir kullanımına dayanıyordu. Bu yüzden bu dönemlere Taş devri, Tunç devri ve Demir devri diyoruz. Arkeologların çeliğe dayanan devir diye nitelendirebilecekleri bir devir yoktur. Çelik, ancak son 120 yıldır büyük çapta üretilebilmektedir ve bu dönemde uygarlığımız için hayati bir önem kazanmıştır. Ne var ki, ilk çelik yapımının tarihi çok eskilere dayanır.

Çeliğin Tarihçesi

İlk Çelik Yapımcıları

Çok geniş bir uygulama alanı olan adi yada yumuşak çelik, demir ile az miktarda karbonun alaşımıdır. Daha ayrıntılı bir tanımla, yumuşak çelikte yüzde 0,15 i!e 0,25 arasında kısmen demir karpiti yada sementit durumunda karbon bulunur. Çelik, saf demirden daha sert ve (içinde çelikte olduğundan daha fazla karbon bulunan) dökme demirden daha az kırılgandır; gücü, dayanıklılığı ve esnekliği, çok kullanışlı olmasının nedenleridir.
Demirden büyük ölçüde araç ve silah yapımında ilk yararlanan Hititlerdi; ilk çelik ise Hititlere bağlı bir kabile olan Halib’ler tarafından M.Ö. 1400’de yapıldı. Küçük Asya’daki bu çelik yapımcıları sementasyon tekniği kullanırlar, yani erimemiş sıcak demiri odun kömürü ile birlikte döverek çelik durumuna getirirlerdi. Dövme sırasında odun kömürünün içindeki karbon, demirin içine yayılır ve bu tekniğe adını veren sementit durumunu alır.

Döküm ve Sertleştirme

Sementasyon tekniği Orta Doğu’dan Avrupa ve Hindistan’a kadar yayılarak bin yıldan fazla bir süre çeşitli biçimlerde kullanıldı. Ancak, demirin eritilmesi ve çeliğin kalıplara dökülmesi ilk kez güney Hindistan’da gerçekleştirildi. Romalılar, küçük, yuvarlak biçimde kalıplanmış bu çeliği ithal ederlerdi; Çin’den kaynaklandığını sanarak ona, «Çinli» anlamına gelen Seric demiri adını takmışlardı.
Avrupa’da çelik, bazen içinde doğru oranda karbon bulunan filizden doğrudan doğruya yapılıyordu, ama bu çok enderdi. Çelik, daha çok, sementasyon tekniğiyle elde edilmekteydi, ve M.S. VIII. yüzyıldan sonra sementasyon çeliği orta Avrupa’nın zengin demir madeni bulunan Styria (bugün Steiermark) ve Carinthia (bugün, Kärnten) bölgelerinden ihraç edilmeye başlandı. Bu çelik, kızgınken suya sokularak daha da sertleştirilebiliyordu. Ama bu su verme tekniğinin öğrenilmesi uzun zaman aldı; çünkü daha önce bilinen madenlerden bakır ve tunç bu biçimde söndürülünce yumuşuyordu.

XV. yüzyıla gelindiğinde matbaacılar, harf kalıplarının yapımında çelik zımba kullanmaya başlamışlardı. XVII. yüzyıl ortalarında ise su verilmiş çelik araba yayları, Avrupa’nın bozuk yollarında, yolculuğu bifaz olsun rahatlatıyordu. Bu örnekler, çeliğin sağladığı olanakların değerlendirildiğini göstermekteyse de bunlardan tam olarak, ancak 1850’lerde, Bessemer fırınından ucuz çelik elde edilmeye başlanınca yararlanılmıştır.

Bessemer Yöntemi

İlk çelik yapımında en büyük sorun, sağlam yapılı büyük çelik nesnelerin üretimini zorlaştıran çelik içinde filizden kalan dışıktı. Bu sorun, XVIII. yüzyıl ortalarında Torbern Bergmann (1735-1784) adlı bir İsveçli madenci ile Benjamin Huntsman (1704-1776) adlı bir İngiliz çelik yapımcısının çalışmaları ile çözüldü. -İsveç» çeliğinin dışıktan arınmış kontrollü bir karbon içeriği vardı; ama hâlâ oldukça pahalıydı. 1850’de İngiltere’nin tüm çelik üretimi sadece 60,000 tondu, ama yirmi yıl sonra Bessemer fırınları yada «konvertisörleri» ile, dakikada ortalama bir ton çelik üretilebiliyor ve bu çok miktardaki çelik, dökme demir kadar ucuza maloluyordu.

William Kelly adında Kentucky’-li müflis bir çelik yapımcısının buluşundan Henry Bessemer ( 1813-1898) tarafından geliştirilen Bessemer yönteminin gizi şuydu: fazla karbon, erimiş demirin içinden geçirilen hava kabarcıkları ile yükseltgeniyordu (oksijenle birleşiyordu). Üstelik sıcak hava akımıyla yanarak karbondioksite dönüşen karbon, yakıt işlevini de görmekteydi. Böylece, bir kez başlatılan işlem daha fazla yakıt, yani kömür eklenmeden sürüyor ve son kerte ekonomik oluyordu.
Beş yıl içinde açık ocak yöntemi , Bessemer tekniğine  bir rakip olarak ortaya çıktı. Bu yöntemle demir filizi ve hurda çelik öyle bir oranda karıştırılarak eritiliyordu ki, oksijen ve karbonun büyük bir bölümü, karbon monoksit halinde atılıyordu. Bu yanıcı gaz da yeniden yakılarak hava akımının ısıtılmasında kullanılmaktaydı. 1900 yılında bu elverişli işlemle, Bessemer tekniğinden elde edildiğinden daha fazla çelik üretilmeye başlandı.

Yirminci, yüzyıl, çelik yapımcılığında görülen başka devrimlere de tanık oldu; en önemlileri arasında sürekli çelik dökümünün ve motorlu araçlarla türbin kanatlarında kullanılan özel tip çeliklerin geliştirilmesi sayılabilir. Yeni çelik türleri arasında, içinde krom, nikel ve bazen molibden olan ve elektrik fırınlarında  üretilen paslanmaz çelikler de bulunuyordu. Bunlar daha çok çatal bıçak takımları, mutfak eşyaları ve kimyasal madde fabrikalarında kullanılmaktaydı. Bessemer yönteminin yerini, oksijen fırını yöntemi alıyordu.

XIX. yüzyıl sonuna gelindiğinde dünya çelik üretimi 28 milyon tonu aşmıştı. O dönemden bu yana, silah donatımı için çelik gerektiren iki dünya savaşı ve otomotiv sanayiinde kullanılan içten yanmalı motorun geliştirilmesi, çelik üretimindeki artışı desteklemektedir.

Etiketler: ,

Yorum yazın