Çelik neden dövülür?

Öncelikle çelik, belli oranda karbon içeren demire denir. İçerisinde farklı elementler de vardır fakat onlar sizin için önemsiz. Sadece sistemin işlemesi ya da paslanmazlık gibi özellikler için etkilidir. Asıl önemli olan karbon miktarıdır. Bir demir, maksimum % 2,06 karbona çözecek şekilde üretilirse çelik olur. Daha fazla karbon eklerseniz artık dökme demir ismini alacaktır. Karbon ise demirin sertleşebilmesi için harika bir malzemedir.

Daha önce söylemiştim fakat yine söylemek istiyorum. Karbon elementinin yapabileceği bileşik miktarı, kalan tüm elementlerin aralarında yapabileceği bileşik miktarından daha fazladır. Yani mucizenin tanımı benim için karbondur. Konuyla alakasız da olsa burada dursun :)

Kılıç kullanımının tarihte ne kadar eskiye dayandığını az çok kestirebiliyorsunuzdur. En azından filmlerde görürdük. İyice ısıtılan çelik (yaklaşık 1000 derece) önce dövülür ve sonra suya batırılır. Peki tek amaç şekil vermek mi?

Katı malzemeler belirli bir kafes yapısına sahiptir. Atomlar dizilerek belirli mesafelerle sıralanıp kafes oluştururlar. Tabi birkaç tip kafes vardır ve malzemeden malzemeye göre değişebilir. Fakat daha güzel olanı, aynı malzemenin farklı sıcaklıklarda farklı kafes yapılarına sahip olabilmesidir. Bunlara allotropik malzemeler denir. Örneğin çelik 720 derecenin üzerine çıkarsa hacim merkezli kübik kafes, yüzey merkezli kübik kafese döner. Hala katı bir malzemedir fakat yapısı değişmiştir.

Bu kısımla sizi sıkmak istemiyorum. Detay isteyen olursa yorumlarda buluşalım.

Çeliği ısıttığımız zaman allotropik dönüşüm yaptığı noktada kafesleri içerisine daha fazla karbon almaya başlar. Karbonlar demire göre daha küçük olduğundan kafes içerisine arayer atomu olarak girer. Aslında her sıcaklıkta bulunur fakat 720 dereceden sonra yüzey merkezli kafes yapısı içerisine daha kolay girer ve bu yapı daha fazla karbonu içinde barındırabilir. Yavaş şekilde soğutursanız karbonlar tekrar kafesten çıkacak ve hacim merkezli kafes yapısının çözebileceği kadar geriye kalacaktır. Fakat bizim kılıç ustamız çeliği suya daldırdığında malzeme çok hızlı soğuyacak ve karbonlar çıkamadan içeride sıkışacaktır. Bu sıkışma ise çeliğimizi çok daha sert bir hale getirecektir. Fakat bir uyarı! Karbon miktarınız fazlaysa suya batırmak iyi bir fikir olmayabilir. Çünkü malzeme çok sertleşirse kırılgan bir yapıya döner. Özellikle kılıç üretmek gibi bir derdiniz varsa karbon oranına dikkat etmenizi öneririm :D

İşin bir de dövme kısmı var tabi. Sıcakken şekil vermek için malzeme dövülüyor. Fakat dikkat ederseniz sudan çıktıktan sonra da bir süre dövmeye devam ederler. Halihazırda malzeme sertleşmiştir. Fakat şekil vermek için yapılan son dokunuşlar da malzemeyi değiştirir. Az önce bahsettiğim kafesler aldıkları darbe etkisiyle bir yöne doğru yönelir ve uzar. Kafes sistemleri grup grup farklı yönlere kaymıştır ve darbe etkisiyle tüm gruplar aynı yöne bakar. Malzeme anizotropik bir hal almıştır. Bu da malzemenin sertliğinin daha fazla artmasına sebep olur.

Binlerce yıl kullanılan kılıç üretimi bu basit sistemlere dayanıyor. Gündelik bilgi yerini bilimsel bilgiye çok uzun zaman sonra bıraksa da epey işe yaramış. Tabi savaşlarda büyük rol oynadığı düşünülürse ne işe yaradığı da tartışmaya açık.

Yazdıklarım okuldan edindiğim bilgilerdir. Bir araştırma söz konusu değildir. Şüpheci yaklaşabilirsiniz :)

Son olarak 5.5 sbd ödüllü yarışmamıza sizleri tekrar davet edeyim. Beklediğimiz kadar katılım olmadı açıkçası. Ödülü dişimizden tırnağımızdan arttırdık idare edin :)