Çelik devri

Çelik devri

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 nitelen-dırebilecekleri 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 davanır.

İlk Çelik Yapımcıları

Çok geniş bir uygulama alanı o’an adi yada yumuşak çelik, demir ile az miktarda karbonun alaşımıdır. Daha ayrıntılı bir tanımla, yumuşak çelikte yüzde 0,15 ile 0,25 arasında kısmen demir karpiti yada S3mentit durumunda karbon bulunur. Çelik, saf demirden daha ssrt ve (içinde çelikte olduğundan daha fazla karbon bulunan) dökme demirden daha az kırılgandır; gücü, dayanıklılığı ve esnekliği, ço’i kullanışlı olmasının nedenleridir.

Demirden büyük ölçüde araç ve silah yapımında ilk yararlanan Hi-
titlerdi; ilk çelik ise Hititlere bağlı bir kabile olan Halib’ler tarafından M Ö. 1400’de yapıldı. Küçük Asya’daki bu çelik yapımcıları se-mentasyon 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 Do-ğu’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 or-
ta Avrupa’nın zengin demir madeni bulunan Styria (bugün Steiermark) ve Carinthia (bugün, Karaten) bölgelerinden ihraç edilmeye başlandı. Bu çelik, kızgınken suya sokularak daha da sertleştirilebili-yordu. 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
1) Büyiik bir çelik fabrl

kası, başlangıç yakıtı olarak kömür kullanır. Demir ve kireçtaşı [11 tren yada gemiyle getirilir ve depodan yüksek fırına aktarılır [21; ama filiz
ve kireç tasının bir bölümü önce. kok İle ısıtılır [3], Kömür deposundan [4] gelen kömür, kok yapma tesisinde [51 koka dönüştürülür. Ardından, bu malze-
melerin hepsi yüksek fırına [61 verilir ve burada demir, koktan çıkan karbon ve öteki malzemeyle tepkiyerek bir erimiş dışık tabakası oluşturur. Kompresörler [71.
yüksek fırından çıkan sıcak gazlarla [9[ ısı değiştiricilerde [81 önceden ısıtılan havayı fırına aktarır. Fazla karbon, yüksek fırında demir
tarafından soğurulur ve bu fazlalık küre biçimindeki büyük tanklardan [121 beslenen ve içinde bir oksijen üfleme borusu [111 bulunan İkinci bir oksiien fırınınında [101
temizlenir. Kok ve kireçtaşı, arıtma sürecinde de kullanılır. Oksi-Ien fırınından gelen gaz alınarak [131 havaya atılmadan önce temizlenir.
içinde yüzde

0.15 ile 0.25 oranında karbon bulunan arıtılmış çelik, oksiien fırınından [141 akıtılarak İslenmeye hazır külçeler [151 halinde dökülür.