.
Çelikten yapılmış bir dünyada yaşıyoruz. O kadar yaygındır ki, onu günlük yaşam için bir metafor olarak kullanırız. Çelik gibi sinirleri olanlar var gemi çeliği pek çok kaslı genç adamın pazıları. Metafor olmayan şey ise çeliğin baktığımız her yerde olması: yiyecek kaplarında, mücevherlerde, binalarda, buzdolaplarında, demiryollarında, yollarda, cerrahi implantlarda, arabalarda, alışveriş arabalarında, bebek beşiğinde, piyanonun tellerinde…
Çelik, küresel olarak petrolden sonra en çok tüketilen ikinci hammaddedir (yalnızca çelik, dünya metal tüketiminin %99’unu oluşturur!). Ayrıca dikkat edin, en çok geri dönüştürülen metalik malzemedir: çeliğin %100’ü geri dönüştürülebilir ve tüketilen çeliğin %90’ı geri dönüştürülebilir. Üretiminin ana hammaddesi olan demir cevheri bol miktarda bulunur ve ayrıca işlenmesi insanlar için tehlikeli değildir.
Öte yandan, kalıplanabilen, dövülebilen, kaynaklanabilen, üretimi ucuz bir malzemeyle karşı karşıyayız… Dayanıklıdır, üretimi kolaydır ve özgül direncini (direncin yoğunluğa bölümü) dikkate alırsak hafiftir. Eyfel Kulesi demir yerine yeniden çelikle yapılsaydı şimdikinden 3 ila 4 kat daha hafif olurdu.
Günümüzde en çok araştırılan moda malzeme ve alaşımların birçoğu, yüz yıl içinde, kritiklikleri, sağlıksızlıkları, stratejik değerleri veya az bulunmaları nedeniyle kullanılmaz hale gelecektir. Ancak çelik hayati önem taşımaya devam edecek.
Peki neden daha fazla araştırılmıyor? Yasak mı?
Kimse çeliği hatırlamıyor
Yirmi uzmandan on yeni malzemeyi veya on gelişmiş malzemeyi listelemelerini isterseniz çeliği hatırlamaları zor olur. Yeni malzemeler veya ileri malzemeler üzerine on yüksek lisans programının içeriğine baktığımızda programda çeliği de bulamayız. Daha da kötüsü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği projeleri için herhangi bir rekabetçi çağrıyı incelersek, öncelikli finansman hatları arasında çelik kategorisini neredeyse hiç bulamayacağız.
Ancak genel olarak toplum olarak, özel olarak da teknolojik toplum olarak bizi bu kadar etkileyen yapısal bir malzeme yok. Yeni teknolojiler olarak adlandırılan teknolojilerin çelikten daha fazla dayandığı hiçbir yapısal malzeme yoktur. Çelik aynı zamanda enerji geçişini farklı şekillerde en çok etkileyen malzemelerden biri.
Perlitin faydaları
Çelik, diğer alaşım elementleriyle birlikte demir ve karbona dayalı bir alaşımdır. Mikro yapısı, çoğu durumda perlit olarak bilinen ideal bir malzemenin ortaya çıkmasına neden olan ötektoid adı verilen bir reaksiyon tarafından yönetilir. Perlit aslında kompozit bir malzeme olmasa mükemmel bir kompozit malzeme olarak kabul edilebilirdi.
Perlit, birbirini izleyen demir levhalardan (sünek ve yumuşak) ve demir karbürden (kırılgan ve sert) oluşur; bunlar çok yakından birleşmiştir ve mükemmel bir ilişki içindedir; sonuçta kabul edilebilir sünekliğe sahip çok dirençli bir malzeme elde edilir.
Çeliğin bu mikro yapısı, direnç/sertlik ve süneklik arasındaki binlerce olası kombinasyonu kapsayan faydalar sunan binlerce olası ısıl işlemle değiştirilebilir. Aslında bu kadar çok yönlü başka bir alaşım ailesi yoktur.
Ve bu malzemenin iyiliğine ek olarak, tüm imalat, şekillendirme ve ısıl işlem süreçleri muhtemelen mevcut tüm alaşımlar arasında en güvenilir ve tekrarlanabilir olanıdır.
Çeliğin Aşil topuğu: CO₂ üretimi
Birincil çelik, demir cevherinin yüksek fırınlarda oksit formunda indirgenmesiyle elde edilir.
Bu, çeliğin Aşil topuğudur, çünkü bu süreçte büyük miktarda CO₂ üretilir. Çimento üretiminden sonra CO₂ üretebilen ikinci endüstriyel süreçtir. Sıfır emisyon arayışına kilitlenmiş bir dünyada bu bir sorundur. Bu, çözümü olan bir sorundur, çünkü çelik, indirgeme için gerekli olan karbon (normalde kok formundaki) hidrojen ile değiştirilerek, CO₂ yaymadan üretilebilir.
Alternatif enerji üretimi olarak adlandırılan tüm üretimlerde çeliğe ihtiyacımız olduğu göz önüne alındığında, alternatif olan birincil çelik üretim süreçlerinde de Ar-Ge’nin artırılması acildir. Ve unutmayalım ki en çok geri dönüştürülen alaşım çeliktir, dolayısıyla tüketilen çeliğin büyük bir kısmı “ikincil”dir, yani geri dönüşümden gelir.
Mühendislerin veya bilim adamlarının hakkında daha fazla bilgi sahibi olduğu hiçbir malzeme veya alaşım yoktur. Onun tüm iç özelliklerini biliyoruz. Tüm simülasyon araçları (termodinamik simülasyondan başlayarak), tasarım ve geliştirme araçları, incelenen malzeme olarak çeliği kullanmaya başladı. Çeliğin ısıl işlemleri diğer alaşımların incelenmesi için referanstır. Malzeme Bilimi çeliğin fiziksel metalurjisine dayanır. İncelenen ilk faz diyagramlarından biri Fe-C diyagramıdır ve şüphesiz en çok kullanılan diyagramdır.
Toplumumuzun çelikte Ar-Ge yatırımına ihtiyacı var
Bugün ve önümüzdeki yıllarda çelik hayatımızın bir parçası ve öyle olacak; mümkün olan en iyi çeliğe sahip olmamız gerekiyor.
Çeliği Ar-Ge yatırımında ön saflara geri döndürelim. İstesek de istemesek de hâlâ Demir Çağı’ndayız ve çelik, tıpkı 40 yüzyıl önce, Mısır ordularının Hititlerin kullandığı, bronz kılıçlarını kesen yeni bir malzeme karşısında hayrete düşürdüğü gibi, bizi hâlâ şaşırtabiliyor. tereyağı gibi kalkanlar ve onlara savaşta zafer kazandırdı.
.
