Çeliğe çifte su

ÇELİĞE SU VERME
Çeliğin sertleştirilmesi işlemi insanlığın bildiği ve uyguladığı en eski tekniklerden biridir. Sertleştirme işlemi yapılan çelik parça, ısıtıldıktan sonra suya sokulduğu için bu teknik, "çeliğe su verme" olarak da bilinmektedir. Çeliğin su ile olan bu ilgisinden dolayı sertleştirme esnasında içine su aldığı, tekrar ısıtıldığında içindeki bu suyu dışarı çıkararak yumuşadığı zannedilmiştir. Atadan görme usullerle çelik sertleştirme işleri ile uğraşan pek çok kişi çeliğin içine su girdiğine inanır. Su verilen çelikte meydana gelen, çok az bir hacim büyümesi de bu inanışa sebep olmuş olabilir. Malzeme bilimindeki gelişmeler sayesinde sertleşmenin suyun çeliğin içine girmesi ile olmadığı, çeliğin kristal
yapısındaki değişikliklerin sertliğe sebep olduğu anlaşılmıştır.

Daha önce çeliğin farklı sıcaklıklarda farklı kristal yapısında olduğundan bahsedilmişti. Her iki kristal yapı da, makina parçasının kırılmadan şekil verilmesine müsaittir. Şekil değiştirme özelliği atomların birbiri üzerinde kaymasından kaynaklanmaktadır. Dönüşüm sıcaklığının üstüne kadar ısıtılan çelik tekrar yavaş olarak soğutulursa yine hacim merkezli kübik yapı oluşur. Çok hızlı soğutulduğunda ise, hacim merkezli kübik kristal yerine, martenzit diye adlandırılan dikdörtgenler prizması şeklinde bir kristal yapı oluşur. Böyle bir kristal yapıda atomlar birbirlerinin üzerinde kayamazlar. Bu yapıdaki çelik eğilip bükülemez, yani sertleşir. Çok zorlanırsa kırılır.
Çeliğin sertleşmesinde suyun tesiri çeliğin hızlı soğumasını sağlamaktır. Çeliğin soğuması başka bir ortamda sağlandığında yine sertleşme meydana gelir. Yüksek alaşımlı çelikler yağda veya havada soğutma ile sertleşebilir. Çeliğin sertleşmesinde alaşım elementlerinin, bilhassa karbonun önemi büyüktür. Mesela inşaat demiri olarak bilinen % 0.2 oranında karbon ihtiva eden çelik sertleştirilemezken karbon oranı % 0.5'den fazla olan çelik sertleşebilir özelliktedir.
Su verme ile çeliğin daha mukavim ve sert olmasını sağlayan mekanizma, yalnızca martenzit dönüşümü değil aynı zamanda daha küçük tane yapılı malzeme elde edilmesidir. Malzeme, su verme sıcaklığına çıkarılıp hızla soğutulunca martenzit oluşmasının yanında tane boyutları da küçülür. Aynı kimyevî kompozisyonlu iki çelikten daha Küçük tane boyutuna sahip olanı daha mukavemetlidir. Su verme işlemi tekrar edildikçe daha küçük tane boyutu elde edilir. İki su verme arasında sıcakta bir
dövme işlemi yapılırsa tane boyutları daha da küçülür. Böylece malzemeden daha yüksek mukavemetli malzeme elde edilmiş olur. Çifte su verilmiş Osmanlı kılıcının sırrı da bu olsa gerektir.