Demir, simgesi Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.
Alaşımlı çelik, mekanik özelliklerini geliştirmek için ağırlıkça % 1.0 ila % 50 arasında toplam miktarlarda çeşitli elementlerle alaşımlanan çeliktir.
Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.
Perlit, petrografide soğumaya bağlı olarak meydana gelen uzamanın, gözle veya mikroskopla görülebilecek konsantrik yapı ya da kırılmasının meydana getirdiği özel bir volkanik camsı kayaç türünü ifade eder. Perlit aynı zamanda, doğal olarak oluşan silis esaslı volkanik kayaçlara verilen addır.
Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element ile birleşmesiyle oluşan homojen karışımıdır. Elde edilen malzeme yine metal karakterli malzeme olur. Alaşımlar karışıma giren metallerin özelliklerinden farklı özellikler gösterirler. En bilinen alaşımlara; tunç (bakır-kalay), pirinç (bakır-çinko), lehim (kalay-kurşun) ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemeler üretilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Dökme demirler, %2'den fazla karbon oranı içeren demir-karbon alaşımlarıdır. İçindeki karbonun grafit şeklinde olanlarına gri dökme demir, sementit şeklinde olanlara ise beyaz dökme demir denir. 1150 °C derece olan erime sıcaklığı çeliğinkinden düşüktür.
Lehimleme iki ya da daha fazla sayıda metal parçanın, görece düşük erime sıcaklığına sahip bir dolgu metali eritilip bağlantı yerine akıtılarak, tutturulması işlemidir.
Östenit veya gama demir (γ-Fe), çeliğin bir fazıdır. Demir karbon diyagramında 912 °C ile 1394 °C arasındaki yüzey merkezli kübik yapıdaki faza verilen isimdir. Metalurji alanında uzmanlaşmış bir bilim insanı olan William Chandler Roberts-Austen’in ismi verilmiştir.
Bessemer ve Thomas Çeliği, çeliğin elde ediliş yöntemlerine göre sınıflandırılmış hallerinden birisidir. İlk defa 1856 yılında Henry Bessemer tarafından bulunan çelik elde ediliş yöntemi ardından Thomas Gillchrist tarafından 1876 yılında geliştirilmiş ve bu yöntem ile elde edilen tüm çeliklere Bessemer ve Thomas Çeliği adı verilmiştir.
Adamantan (İngilizce: adamantane); formülü C10H16, erime noktası 269 °C olan, hidrokarbonlarda iyi çözünen, hafif kâfur kokulu, renksiz kristal yapılı bir maddedir. Sikloalkan yapıda olan elmasımsı bir maddedir. Adamantan moleküllerinin karbon atomlarının uzaysal düzeni elmas kristalleri ile aynı yapıya sahiptir. Adamantan molekülleri "koltuk" konfigürasyonunda düzenlenmiş, birbirine bağlı dört sikloheksan halkasından oluşur. Adamantan molekülleri "kayık" konfigürasyonunda da bulunabilir.
Döküm, metal işçiliği ve mücevher yapımında, sıvı bir metalin amaçlanan şeklin negatif bir izlenimini içeren bir kalıba döküldüğü ve metalurji ve malzeme mühendisliğinin doğrudan iş kolu olan oldukça önemli bir prosestir. Metal, havşa adı verilen içi boş bir kanaldan kalıba dökülür. Daha sonra metal ve kalıp soğutulur ve metal kısım (döküm) çıkarılır. Döküm genellikle diğer yöntemlerle yapılması zor veya ekonomik olmayan karmaşık geometriler üretmek için kullanılır.
Yumuşatma tavlaması, malzemelerin istenilen yapısal, mekanik ve fiziksel özelllikleri elde etmek, talaşlı imalat veya plastik şekil vermeyi kolaylaştırmak için belirli sıcaklıklara kadar ısıtılıp bu sıcaklıklarda bekletilip sonradan yavaşça soğutulması işlemine yumuşatma tavı denilmektedir.
Normalleştirme ısıl işlemi, demirli malzemelere uygulanan bir işlemdir. Normalleştirme ısıl işleminin amacı, mikroyapı' yı rafine ederek malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmektir. Bu işlemde malzeme dönüşüm aralığının üzerinde östenit fazına ısıtılmaktadır ve ardından oda sıcaklığında durgun havada soğutulmaktadır. Normalleştirici ısıl işlem, yapısal düzensizlikleri dengelemektedir ve malzemeyi daha fazla çalışma için yumuşak hale getirmektedir. Dövme, bükme, çekiçleme gibi soğuk işleme işlemleri malzemeleri sertleştirmektedir ve daha az sünek hale getirmektedir. Aynı durum kaynaklı kısmın yakınındaki ısıdan etkilenen bölge (ITAB) için de geçerlidir. Normalize edici ısıl işlem, bu malzemenin sünekliğini ve yumuşaklığını yeniden kazandırmaktadır. Bu işlem aynı zamanda, istenen sertleşmeye tepkiyi iyileştirmek için herhangi bir sonraki yüzey sertleştirmeden önceki gibi kullanılmaktadır.
Metalurji biliminde faz terimi, fazın belirli bir kimyasal bileşime, farklı bir atomik bağ ve element düzenine sahip olduğu fiziksel olarak homojen bir madde durumunu belirtmek için kullanılmaktadır. Bir alaşım içinde aynı anda iki veya daha fazla farklı faz mevcut olabilmektedir. Bir alaşım içindeki her fazın kendine özgü fiziksel, mekanik, elektriksel ve elektrokimyasal özellikleri vardır. Bir alaşımda bulunan fazlar, alaşım bileşimine ve alaşımın maruz kaldığı ısıl işleme bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir sıcaklıkta tutulan belirli bir alaşımda bulunan fazların grafiksel temsilleridir. Faz diyagramları, belirli bir ısıl işleme tabi tutulmuş bir alaşımda meydana gelen faz değişikliklerini tahmin etmek için kullanılabilmektedir. Bu önemlidir çünkü bir metal bileşenin özellikleri metalde bulunan fazlara bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir bileşime sahip alaşımların seçimi ve belirli özellikler üretecek ısıl işlem prosedürlerinin tasarımı ve kontrolü için metalurji uzmanları tarafından kullanılmaktadır. Ayrıca kalite sorunlarını gidermek için kullanılırlar.
Martenzit, çelik kristal yapının çok sert bir şeklidir. Adını Alman metalurji uzmanı Adolf Martens' ten almıştır. Benzetme yoluyla bu terim, difüzyonsuz dönüşümle oluşturulan herhangi bir kristal yapıya da atıfta bulunabilmektedir.
Paslanmaz çelik, öncelikle korozyon ve ısıya dayanıklı özellikleri için seçilen çok yönlü bir mühendislik malzemeleri ailesini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Tüm paslanmaz çelikler temel olarak demir ve minimum %10,5 krom içermektedir. Bu seviyede krom, ortamdaki oksijen ve nem ile reaksiyona girerek malzemenin tüm yüzeyini kaplayan koruyucu, yapışkan ve uyumlu bir oksit filmi oluşturmaktadır.
Puddling, bir pota veya fırında yüksek dereceli demir üretim aşamasındaki bir adımdır. Sanayi Devrimi sırasında Büyük Britanya'da icat edilmiştir. Erimiş pik demir, bir oksitleyici ortamda, bir yankı fırınında karıştırılarak dövme demir elde edilmiştir. Kömür kullanmadan ilk kayda değer miktarda değerli ve kullanışlı çubuk demirin yapılması en önemli süreçlerden birisidir. Sonunda, fırın küçük miktarlarda özel çelikler yapmak için kullanılacaktır.
Sementit veya demir karbür, bir demir ve karbon bileşiğidir, daha iyi bir ifadeyle Fe3C formülüne sahip bir ara geçiş metal karbürdür. Ağırlık olarak %6.67 karbon ve %93,3 demirden oluşmaktadır. Sementitin kimyasal bileşimi Fe3C olmasına rağmen, kristal yapısı hücre başına 12 demir atomu ve 4 karbon atomu ile ortorombik kristal yapıya sahiptir. Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sert, kırılgan bir malzemedir ve demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşendir. Çoğu çelik ve dökme demirde sementit bulunurken alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir.
Ferrit (ferrum: demir) veya alfa demir (α-Fe) oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında stabil olan demirin fazlarından biri olan düşük karbonlu çelikte meydana gelen hacim merkezli kübik kristal yapıya sahip, ana bileşen olarak demir içeren katı bir çözeltidir. Çelik ve dökme demire manyetik özelliklerini veren bu kristal yapıdır ve ferromanyetik malzemenin klasik bir örneğidir.
Perlit, yavaş soğutulmuş karbonlu çeliklerde farklı katmanların (lamellerin) bir araya gelerek oluştuğu bir ferrit ve sementit karışımıdır. Perlit, yaklaşık %87.5 α-ferrit ve %12.5 sementit içeren demir-karbon alaşımının bir fazıdır.
Ledeburit II
Soğutulmuş dökme demir, iğne şeklinde primer sementit ve araya giren ledeburit
Soğutulmuş dökme demir