Demirin Macerası
Demir Bugunku teknolojinin temel taşlarından bir metal Saf, dokme veya celik şekliyle karşımıza cıkan cok geniş aileye sahip Yuzlerce celik turu ve onlarca dokme demir turu bu ailenin stratejik ortakları Orijinal haliyle (saf demirin) cok dar bir alanda kullanılabilmesine karşılık, başta karbon olmak uzere, değişik elementlerin ilave edilmesiyle kazandığı ustun ozellikleri sayesinde, teknolojinin bircok alanında kullanılabildiğini, hatta bazen alternatifsiz olduğunu soyleyebiliriz Ama unutmayalım ki, karbonsuz bir demir ailesinden bahsetmek mumkun değildir; başka bir ifadeyle, Karbon olmasa idi, demir ailesi de olmayabilirdidenilebilir
imagesdemirelementiozelliklerihakkindaayrinti5ad5bf8b0a095
Demir, yerkabuğunda daha cok oksit, sulfur ve karbonat bileşikleri şeklinde bulunur Demiri yeterli oranda ihtiva eden yığışımlar demir cevheri olarak kabul edilir ve işlenir Bu cevherler once farklı fiziki usUllerle zenginleştirilir ve gerekirse topaklaştırılır, sonra da yuksek fırın denilen bir ortamda kok komuru ve curuf yapıcılarla birlikte metalik demire donuşturulur Yani metalik yapı olmasına mani olan takıntılarından kurtarılır Yuksek fırında ilk kademelerden itibaren kok komurundeki karbon başrol oynamaya başlar Karbon ve demir bağlı oldukları oksijenden kurtulur, yani metalik demire donuşur Ortaya cıkan demirdışı unsurları bunyesinde toplayan curufa ve metalik demire ayrı yoğunlukta sıvılaşmaları icin gerekli ısı verilir Yani, yuksek fırın sadece fiziki cussesi ile değil, icinde 300400 ˚C derece sıcaklıktan 1800 ˚C derece sıcaklıklara kadar butun kademelerde cereyan eden reaksiyonlara ve bu sırada meydana gelen hadiselere yataklık eder Sonunda, alt hazneden henuz daha kullanıma hazır olmayan ham demir, ust hazneden ise curuf alınır
Ham demir yuksek fırından alındığında ancak % 95’e varan metalik demir ihtiva eder; gerisi karbon, silisyum, mangan, bir miktar da kukurt ve fosfordur Asıl demir ailesinin oluşması işte bundan sonra başlar Yani once değişik rafinasyon ve alaşımlandırma teknolojileriyle, ardından farklı ısıl işlemlerle demir kendisini ya dokme demir veya celik ailesi icinde bulur
Celik ailesi en fazla % 2 nispetinde karbona musaade eder Celik hem karbon oranına, hem de ilave edilen diğer alaşım elementlerinin cins ve miktarlarına, hatta celik malzeme uzerinde yapılan fiziki ve ısıl işlemlere gore isimler alır; mesela yuksek karbonlu celikler, paslanmaz celikler, dovme celikler gibi Ancak, hangi celik turu olursa olsun, icerisinde yeterince karbon ihtiva etmeyen demirin celik olma şansı yoktur; yani demiri celik yapan temel unsur karbondur Celiğe celik olma vasfını kazandıran ve su verme olarak bilinen ısıl işlemin vazgecilmez aktoru de yine karbondur
Celiğe su verme esnasında, demir 900 ˚C derece ısı¬tıldığında demir atomları tarafından oluşturulan birim kafesin icerisinde yer alan karbon atomları, demirin hızla soğutulması sırasında kafesi terk etme fırsatı bulamaz Demire celik vasfını kazandıran martenzitik yapı bunun neticesinde oluşur
Demirin bunyesinde ne kadar karbon var ise o kadar, ne kadar ısıl işlem turu varsa o kadar, ve ne kadar alaşım elementi varsa yine o kadar celik turu vardır denilebilir Ancak şurası da bir gercek ki, yeterli oranda karbon ihtiva etmek şartıyla, bu alaşıma celik vasfını kazandırmanın yolu, ona mutlaka su vermeden gecer Su vermenin ve daha sonra tatbik edilen başka ozel ısıl işlemlerin sonunda celiğin mikroyapısı (ancak mikroskop ile gorulebilen ic yapı) onemli olcude değişir ve celik kendisinden beklenen asıl muhendislik ozelliklerini kazanır
Celiğin en bariz ozelliği değişik ortamlardaki fiziki dayanıklılığı, dokum veya plastik deformasyon (katı halde sıkıştırmaezme) yoluyla kendisine kolaylıkla şekil verilebilmesidir
Dokme demir ailesinin olmazsa olmazı da karbondur Bu ailede de başrol karbona, ısıl işlemin turune ve başarısına aittir Ama ne var ki, dokme demirin ozellikleri celikten cok farklıdır Celiğe gerek dokum, gerek plastik deformasyon, gerekse talaşlı imalatla kolaylıkla şekil verilebilirken, dokme demir ailesi bu işlemlerin hepsine muhalefet eder Yani, sert ve kırılgandır; en kolay şekilde kendisine ancak dokum yoluyla şekil verilebilir Yine, celiğin aksine, cekme kuvvetlerinden cok basınc kuvvetlerine karşı dayanıklıdır Ayrıca celikteki karbonun ısıl işlem karşısında girdiği role nazaran, dokme demir ailesindeki karbon bir ısıl işlem karşısında daha acık ve doğrudan rol ustlenir Yani, ısıl işlem sonunda dokme demirin bunyesindeki karbonun fiziki şekli dokme demirin muhendislik ozelliklerini etkiler
Yukarıda da işaret edildiği uzere, celikte karbon ancak martenzitdenen yapı vasıtasıyla demire celik ozelliği kazandırırken, dokme demire asıl muhendislik ozelliğini kazandıran bunyesindeki karbonun ısıl işlem sonunda takındığı tavırdır; yani, serbest veya bileşik halinde olmasıdır Bunyedeki karbon demir ile bileşik halde ise bu tur malzemeye beyaz dokme demir denir ve bu tur bir malzeme hem cok sert, hem de kırılgandır Şayet bunyedeki karbon, grafit denilen serbest karbon halinde ise, bu tur bir malzemenin mukavemeti grafitin yuvarlak veya lif şeklinde olmasına gore değişir Grafitler lif şeklinde ise malzeme liflerin centik etkisinden dolayı zayıftır ve bu lif şeklinde olan grafitlerin uygun olan ısıl işlemlerle yuvarlatılması gerekmektedir Cunku, grafit taneleri kure şekline getirilmiş malzeme daha dayanıklıdır ve bu tur bir malzeme aynı zamanda mekanik işlenmeye de daha yatkın bir ozellik kazanmaktadır
Ozetle, kainatta her şey gibi demir de hikmetle ve sırlı ozelliklerle donatılmıştır İnsanoğluna da bunları keşfedip değişik tekniklerle kullanması oğretilmiştir Ayrıca demirin muhendislik ozellikleri kazanabilmesinin şartlarıyla insanın olgunlaşmasının şartları birbirine benzer Mesela kamil bir insan olabilmenin şartı, insana verilen cihaz ve hisleri muspet manada geliştirmek ve adeta magmaların arasından gecmektir Demirin de once topraktan metalik demir, daha sonra da dış şartlara karşı dayanıklı olan celik ve dokme demir haline gelebilmesi icin nice ateşli ortamlardan gecmesi ve icyapısının uygun forma getirilmesi gerekmektedir Demir ailesinde o kadar cok dokme demir ve celik cinsi vardır ki, her birisi muhendislik uygulamalarının ancak bir sahasında cok verimli calışabilmektedir; insanoğlu da oyle değil midir?! Her bir fıtratın verimli şekilde istihdam edilebileceği mutlaka bir calışma sahası vardır, yeter ki bu fıtratlar yerli yerinde kullanılabilsin
Demir Bugunku teknolojinin temel taşlarından bir metal Saf, dokme veya celik şekliyle karşımıza cıkan cok geniş aileye sahip Yuzlerce celik turu ve onlarca dokme demir turu bu ailenin stratejik ortakları Orijinal haliyle (saf demirin) cok dar bir alanda kullanılabilmesine karşılık, başta karbon olmak uzere, değişik elementlerin ilave edilmesiyle kazandığı ustun ozellikleri sayesinde, teknolojinin bircok alanında kullanılabildiğini, hatta bazen alternatifsiz olduğunu soyleyebiliriz Ama unutmayalım ki, karbonsuz bir demir ailesinden bahsetmek mumkun değildir; başka bir ifadeyle, Karbon olmasa idi, demir ailesi de olmayabilirdidenilebilir
imagesdemirelementiozelliklerihakkindaayrinti5ad5bf8b0a095
Demir, yerkabuğunda daha cok oksit, sulfur ve karbonat bileşikleri şeklinde bulunur Demiri yeterli oranda ihtiva eden yığışımlar demir cevheri olarak kabul edilir ve işlenir Bu cevherler once farklı fiziki usUllerle zenginleştirilir ve gerekirse topaklaştırılır, sonra da yuksek fırın denilen bir ortamda kok komuru ve curuf yapıcılarla birlikte metalik demire donuşturulur Yani metalik yapı olmasına mani olan takıntılarından kurtarılır Yuksek fırında ilk kademelerden itibaren kok komurundeki karbon başrol oynamaya başlar Karbon ve demir bağlı oldukları oksijenden kurtulur, yani metalik demire donuşur Ortaya cıkan demirdışı unsurları bunyesinde toplayan curufa ve metalik demire ayrı yoğunlukta sıvılaşmaları icin gerekli ısı verilir Yani, yuksek fırın sadece fiziki cussesi ile değil, icinde 300400 ˚C derece sıcaklıktan 1800 ˚C derece sıcaklıklara kadar butun kademelerde cereyan eden reaksiyonlara ve bu sırada meydana gelen hadiselere yataklık eder Sonunda, alt hazneden henuz daha kullanıma hazır olmayan ham demir, ust hazneden ise curuf alınır
Ham demir yuksek fırından alındığında ancak % 95’e varan metalik demir ihtiva eder; gerisi karbon, silisyum, mangan, bir miktar da kukurt ve fosfordur Asıl demir ailesinin oluşması işte bundan sonra başlar Yani once değişik rafinasyon ve alaşımlandırma teknolojileriyle, ardından farklı ısıl işlemlerle demir kendisini ya dokme demir veya celik ailesi icinde bulur
Celik ailesi en fazla % 2 nispetinde karbona musaade eder Celik hem karbon oranına, hem de ilave edilen diğer alaşım elementlerinin cins ve miktarlarına, hatta celik malzeme uzerinde yapılan fiziki ve ısıl işlemlere gore isimler alır; mesela yuksek karbonlu celikler, paslanmaz celikler, dovme celikler gibi Ancak, hangi celik turu olursa olsun, icerisinde yeterince karbon ihtiva etmeyen demirin celik olma şansı yoktur; yani demiri celik yapan temel unsur karbondur Celiğe celik olma vasfını kazandıran ve su verme olarak bilinen ısıl işlemin vazgecilmez aktoru de yine karbondur
Celiğe su verme esnasında, demir 900 ˚C derece ısı¬tıldığında demir atomları tarafından oluşturulan birim kafesin icerisinde yer alan karbon atomları, demirin hızla soğutulması sırasında kafesi terk etme fırsatı bulamaz Demire celik vasfını kazandıran martenzitik yapı bunun neticesinde oluşur
Demirin bunyesinde ne kadar karbon var ise o kadar, ne kadar ısıl işlem turu varsa o kadar, ve ne kadar alaşım elementi varsa yine o kadar celik turu vardır denilebilir Ancak şurası da bir gercek ki, yeterli oranda karbon ihtiva etmek şartıyla, bu alaşıma celik vasfını kazandırmanın yolu, ona mutlaka su vermeden gecer Su vermenin ve daha sonra tatbik edilen başka ozel ısıl işlemlerin sonunda celiğin mikroyapısı (ancak mikroskop ile gorulebilen ic yapı) onemli olcude değişir ve celik kendisinden beklenen asıl muhendislik ozelliklerini kazanır
Celiğin en bariz ozelliği değişik ortamlardaki fiziki dayanıklılığı, dokum veya plastik deformasyon (katı halde sıkıştırmaezme) yoluyla kendisine kolaylıkla şekil verilebilmesidir
Dokme demir ailesinin olmazsa olmazı da karbondur Bu ailede de başrol karbona, ısıl işlemin turune ve başarısına aittir Ama ne var ki, dokme demirin ozellikleri celikten cok farklıdır Celiğe gerek dokum, gerek plastik deformasyon, gerekse talaşlı imalatla kolaylıkla şekil verilebilirken, dokme demir ailesi bu işlemlerin hepsine muhalefet eder Yani, sert ve kırılgandır; en kolay şekilde kendisine ancak dokum yoluyla şekil verilebilir Yine, celiğin aksine, cekme kuvvetlerinden cok basınc kuvvetlerine karşı dayanıklıdır Ayrıca celikteki karbonun ısıl işlem karşısında girdiği role nazaran, dokme demir ailesindeki karbon bir ısıl işlem karşısında daha acık ve doğrudan rol ustlenir Yani, ısıl işlem sonunda dokme demirin bunyesindeki karbonun fiziki şekli dokme demirin muhendislik ozelliklerini etkiler
Yukarıda da işaret edildiği uzere, celikte karbon ancak martenzitdenen yapı vasıtasıyla demire celik ozelliği kazandırırken, dokme demire asıl muhendislik ozelliğini kazandıran bunyesindeki karbonun ısıl işlem sonunda takındığı tavırdır; yani, serbest veya bileşik halinde olmasıdır Bunyedeki karbon demir ile bileşik halde ise bu tur malzemeye beyaz dokme demir denir ve bu tur bir malzeme hem cok sert, hem de kırılgandır Şayet bunyedeki karbon, grafit denilen serbest karbon halinde ise, bu tur bir malzemenin mukavemeti grafitin yuvarlak veya lif şeklinde olmasına gore değişir Grafitler lif şeklinde ise malzeme liflerin centik etkisinden dolayı zayıftır ve bu lif şeklinde olan grafitlerin uygun olan ısıl işlemlerle yuvarlatılması gerekmektedir Cunku, grafit taneleri kure şekline getirilmiş malzeme daha dayanıklıdır ve bu tur bir malzeme aynı zamanda mekanik işlenmeye de daha yatkın bir ozellik kazanmaktadır
Ozetle, kainatta her şey gibi demir de hikmetle ve sırlı ozelliklerle donatılmıştır İnsanoğluna da bunları keşfedip değişik tekniklerle kullanması oğretilmiştir Ayrıca demirin muhendislik ozellikleri kazanabilmesinin şartlarıyla insanın olgunlaşmasının şartları birbirine benzer Mesela kamil bir insan olabilmenin şartı, insana verilen cihaz ve hisleri muspet manada geliştirmek ve adeta magmaların arasından gecmektir Demirin de once topraktan metalik demir, daha sonra da dış şartlara karşı dayanıklı olan celik ve dokme demir haline gelebilmesi icin nice ateşli ortamlardan gecmesi ve icyapısının uygun forma getirilmesi gerekmektedir Demir ailesinde o kadar cok dokme demir ve celik cinsi vardır ki, her birisi muhendislik uygulamalarının ancak bir sahasında cok verimli calışabilmektedir; insanoğlu da oyle değil midir?! Her bir fıtratın verimli şekilde istihdam edilebileceği mutlaka bir calışma sahası vardır, yeter ki bu fıtratlar yerli yerinde kullanılabilsin