Metalürji ve Paslanmaz Çelik

Metalürji, kısaca metal bilim olarak bilinmektedir. Bu bilim dalı metalleri, metal alaşımlarını ve cevherleri inceler. Isı ve elektrik iletkenliğinin yüksek ve şekillendirmeye elverişli olmasıyla bilinen metaller, günlük hayatımızı kolaylaştıran birçok malzemenin içeriğinde yer almaktadır. Demir, alüminyum, bakır, çinko, nikel ve cıva gibi birçok metal, metalürjinin inceleme konusudur. Örneğin, paslanmaz çelik elde etmek için ne kadar demir, karbon ve krom kullanılacağını ve hangi kullanım alanı için alaşım oranının ne şekilde olması gerektiğinin tespiti, metalürji biliminin kapsamı alanındadır. Amacı; kullanıcı ihtiyaçlarını karşılayan, uygun kalitede metallerin üretilmesini sağlamaktır. Bu çerçevede metalürjinin önceliklerini; metallerin üretimi, saflaştırılması, şekillendirilmesi, alaşımları ve korunması olarak ifade edebiliriz. Metalürji, tüm bu faaliyetler sırasında çevresel sorumlulukları göz önünde bulunduran bir teknoloji ve bilim dalı olarak karşımıza çıkar.

İlk Metalürji Mühendisleri

Günümüzde analitik düşünme ve tasarım yeteneğine sahip metalürji mühendisleri; havacılık sektöründen ağır sanayiye, silah sanayisinden inşaat sektörüne kadar metallerin kullanıldığı birçok alan için çalışmalarını yürütmektedir. Ancak ilk metalürji mühendislerinin, tarih öncesi dönemde ortaya çıktığını söylersek yanlış ifade etmiş olmayız. Tarih öncesi döneme adını veren ve bakır, tunç, demir çağı olarak anılan maden devirlerinde insanlar; tabak, kaşık, bıçak gibi günlük ihtiyaçlarının yanı sıra, süs eşyalarını da işledikleri metallerden üretiyorlardı. Hatta bakırın yumuşaklığını gidermek için bakır-kalay alaşımından elde ettikleri, bakırdan daha sert yapıdaki tunç ile yeni bir döneme kapı araladılar. Yine de maden devrinin zirve noktası demir olmuştur. Doğada bol miktarda bulunması ve kolayca işlenebilen bir yapıya sahip olması, insanlar için demiri bir dönüm noktası hâline getirmiştir. Ergenekon Destanı’nda da demirden bir dağın eritilerek Türklerin yeniden doğduğu anlatılmaktadır. Günümüzden 3000 yıl öncesine adını veren demirin bulunması, madeni paranın ortaya çıkışında itici güç olmuştur. Ticaret gelişmiş ve akabinde bulunan “yazı” ile insanlık, tarihi devirlere geçiş yapabilmiştir. Bugün bir maden dönemimize isim sahipliği yapacak olsaydı; o paslanmaz çelik olurdu.

Paslanmaz Çelik Dönemi

Paslanmaz çelik; uzun ömürlü, sert ve dayanıklı yapısıyla hemen hemen tüm sektörlerde tercih edilmektedir. Odun kömürü kullanılarak demir üretiminin gerçekleştirildiği M.Ö.1000’li yıllardan günümüze gelindiğinde, demirin yumuşaklığının karbon alaşımıyla giderildiğini görüyoruz. Demir ve %2 oranına varan karbon alaşımıyla elde edilen çelik; sert ve şekil alabilen yapısıyla birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştı. Özellikle Sanayi Devrimi döneminde, Bessemeger değiştirgecinin bulunmasıyla çelik üretiminin maliyeti düştü ve seri üretime geçildi. Ancak metallerin oksijenle teması sonucunda oluşan oksitlenme, paslanmaya neden oluyordu. Çeliğe paslanmazlık özelliği katan kromun alaşıma dahil edilmesiyle, çeliğin kullanım alanı her geçen gün artmaktadır. Alaşımdaki krom miktarı, kullanım alanına göre %10.5-25 arasında değişmektedir. Krom, demirin oksitlenmesini engelleyerek çeliğe paslanmazlık özelliği katmaktadır. Korozyon dayanımının yüksek olması gereken ağır sanayi, gemi sanayi gibi sektörler için üretilen paslanmaz çeliklerde; alaşımlarında bulunan krom miktarı daha fazla olabilmektedir. Bazı durumlarda da alaşımda bulunan karbon miktarı arttıkça çelik daha sert hâle gelmekte; şekil alması ise zorlaşmaktadır. İşte kullanım alanına göre paslanmaz çeliğin alaşımında bulunan demir, karbon ve krom miktarını tespit eden metalürji bilim dalıdır. Bugün sert, dayanıklı, uzun ömürlü paslanmaz çeliğin hayatımızın her alanında yer almasının nedeni, metalürjinin bu alanda yaptığı araştırma ve geliştirme faaliyetleridir.