İnsanlar ve metalik malzemeler… Birbirine benzeyen yönleri ile incelenmeye değer. İkisi de hep gelişmeye açık. İkisi de başlangıçta ham iken derece derece gelişir, giderek layık olduğu yeri bulur. Misal olarak demiri ele alalım. Başlangıçta topraklardan bir topraktır o, sıradan insanların ayırtedemediği bir toprak. Ama o aslında ancak uzmanı tarafından farkedilebilecek olan bir demir cevheridir.
İnsan da öyle.. İnsanlar içerisinde inkişafa açık ruhlar da ancak ehli tarafından fark edilebilmekte. Başlangıçta bir toprak yığını olan demir cevheri önce safiyetini bozan yabancı unsurlarından temizlenir, demir muhtevası olarak zenginleştirilir. Bu işlem yapılmadığı sürece, yüksek fırın ortamında toprak halinden kurtarılıp demire dönüştürülmesi mümkün olmaz. İnsan da öyle değil mi?! Mâlâyani şeylerle meşgul eden ortamlardan çekilip alınmadan, gelişmeye namzet latifelerine gölge olan meşguliyetlerinden-ağırlıklarından kurtarılmadan, gerçek insanlık ufkuna götürecek eğitim ortamında işlenebilir mi? Fiziki olarak zenginleştirilen demir cevheri artık kendisini toprak halinden kurtaracak ve metalik vasıf kazandıracak yüksek fırına verilmeye hazırdır. Yüksek fırında o kademe kademe ısınacak, her kademede, dışarıdan verilen hava, kok kömürü ve cüruf yapıcılarla farklı değişimlere uğrayacak ve metalik ham demire dönüşecektir. Nihayet 1800 derece gibi en sıcak bölgeye ulaştığında sıvı hale gelen ham demir, topraktan metalik hale geçmiş, ancak kullanım için gereken vasfı kazanamamıştır; bunun için biraz daha değişikliğe uğraması gerekir.
İnsan da öyle değil mi?! Aynen demir cevheri gibi, insanın da ruhunu kirleten, latifelerini körelten, özüne asli mahiyetini kazandırmasına mani olan ve gelişmesine set çeken ağırlıklarından kurtulması, adeta ateşe denk hallerden geçmeyi gerektirmektedir. Dünyanın nefse hoş gelen gayri meşru cazibelerine sırtını dönebilme, içi pis dışı süs şeyleri reddedebilme ateşte yanmaya denk bir mücadele neticesinde gerçekleşebilir. İşte bunu başarabilen insan, ham demir gibi, artık daha ileri seviyeleri katetmeye ehil hale gelmiş demektir. Yüksek fırında topraktan metal basamağına geçmiş olan ham demir, dökme demir veya çelik vasfını kazandıracak işlemlere tabi tutulmak zorundadır. Bu işlemlerin esası, hem iç bünyenin (bileşim) saflığını bozan unsurlardan temizlenmesine, sonra bazı ilavelerin ve en sonunda da dökme demir ve çelik malzemeye asli hüviyetini kazandıracak uygulamaların (ısıl işlemler) yapılmasına dayanır. İnsan da öyle değil mi?! Gelişme ufkunda yol almaya ehil hale gelmiş olan insanı da buna benzer zorlu bir süreç beklemektedir. Onun da, çelik gibi, nihai vasfı kazanabilmesi için bazı ağırlıklarından irade ve gayretiyle kurtulması, ısıl işlemlere denk zorlu mücadelelerle iç derinliğini kazanması gerekir.
Malzemelere Mukavemet Kazandıran İç Yapı:
Metalik malzemelerin de, insanlar gibi, bir dışa bakan, yani dışa yansıyan özellikleri bir de iç yapısı, iç âlemi vardır. Malzemenin dışa yansıyan bütün hayati özelliklerinin kaynağı iç yapısıdır. İnsan için de dışa yansıyan güzel karakterlerinin asıl kaynağı gönlü, vicdanı ve latifeleridir.
- Ham demir çelik haline getirilmek istenirse, önce içerisinde ona zarar veren fazla karbon, kükürt, fosfor ve benzerlerinin belli seviyelerin altına düşecek şekilde temizlenmesi gerekir. Sonra, kullanılacağı yere göre, ona mukavemet kazandıracak krom, molibden, nikel, volfram ve vanadyum gibi alaşım elementler inin belli oranlarda ilave edilmesi, malzemenin kızıl sıcaklığa ısıtılması, ardından usulünce soğutulması ve böylece ona asıl dayanıklılığı kazandıracak olan iç yapının elde edilmesi zarureti vardır. Mesela çeliğe, tabii yapısında bulunan Fe, C, S, P, Si, Mn vb elementler dışında Cr, Ni, W, Mo gibi alaşım elementleri ilave edilirse tane yapısı incelir, sertlik ve dayanıklılık değerleri yükselir, paslanmaya, yüksek sıcaklıklara ve elektriğe direnci artar, manyetizması ve su alma kapasitesi yükselir, ısı genleşme değeri optimize olur.
Metalik Malzemelerin İşlenebilmesini Neye Borçluyuz?
Bir metalin veya alaşımın tel , levha, dişliveya daha kompleksbir parça haline getirilebilmesi için ezme (haddeleme) ve çekme (ekstrüzyon) gibi değişik metotlar uygulanmaktadır. Metalik malzemelerin iç yapılarında (kristal oluşumunda), atomların diziliminde bize kusur gibi görünen farklılıklar olmasaydı, yani metal ve alaşımları ideal bir iç yapıya sahip olsalardı bu malzemeyi ezmek, uzatmak, sıkıştırmak (plastik deformasyon) yoluyla şekillendirmek çok zor hatta imkansız olacaktı. Böyle bir malzeme değişmez bir iç yapıya sahip olacağından dışarıdan gelen zorlamalar karşısında etkilenmeyecek, farklı şekiller almasının önü kapanacaktı. İnsanlar da bir bakıma öyle değil mi?! İnsanın hata ve düşmelere açık olması onun iradesiyle hayvanlardan aşağı veya meleklerden üstün bir varlık seviyesine çıkabilmesinin önemli bir sebebidir. Fakat malzemede şekillendirme açıcından istenen iç boşluklar ve farklılıklar, bunları Yaratıcısı’na teslimiyeti ve iradesiyle kontrol edemeyen insanlarda aldatılma ve kötüye kullanılma sebebi de olabilir.
Metalik malzemelere plastik deformasyonmetotları ile şekil verilebilmesinde kristal yapılarında mevcut olan dislokasyonların (çizgisel faklılıklar) önemli bir rolü vardır. Bunların bulunduğu noktalarda kristal düzlemleri kaymakta yani malzeme uygulanan kuvvet yönünde şekil değiştirebilmektedir. Dislokasyonların iyi yönü, bunlar sayesinde metalik malzemelere kolaylıkla şekil verilebilmesi, kötü olan yönü, malzeme dizaynında ve/veya kullanımı esnasında arzu edilen mukavemeti gösterememesidir.
Dislokasyonlar olmasaydı demir çubuk gevrek olurdu; metallere kullanışlı şekiller verilemezdi. Dislokasyonlar, metallerin dayanımının o metalik bağ için tahmin edilen teorik değerden çok daha az olmasının sebebidir. Mesela, bir demir çubuğun kesit alanı boyunca metalik bağların hepsi kopartılarak kırılma gerçekleştirilseydi her santimetrekaresi için milyonlarca MPa’lik kuvvetin uygulanması gerekirdi; halbuki demir çubuğun şeklini değiştirmek için sadece 70 MPa’lik bir kuvvet yeterli olabilmektedir.
Bugün nanoteknoloji teknikleriyle malzemelerin iç yapıları atomik ve/veya moleküler seviyede yeniden dizayn edilerek (mesela, nanotüpler) hayatın hemen her kesiminde alışılmışın dışında üstün özellikleri olan malzemeler üretilebilmektedir. Bu yeniteknolojiile, bugün klasik metotlarla elde edilen en kuvvetli çelikten on kat daha kuvvetli ve ondan altı kat daha hafif bir malzeme üretilebildiği bilinmektedir.
Metalik Malzemeler de Yorulur mu?
Metalik malzemeler cinslerine ve hazırlanış biçimlerine göre dış tesirlere karşı farklı dayanma gücüne sahiptir. Zor şartlara dayanıklılığı ile bilinen çelik bile kullanılma şekline bağlı olarak bir müddet sonra yorulur. Gerekli tedbirler alınmadığı takdirde, ne kadar dinlendirilse de, az miktarda kendini toplama hâli hariç, tekrar çalışmaya başladığıandan itibaren yorulma kaldığı yerden devam eder. Malzemenin, elastik formunu koruyabildiği şartlarda yük taşıması veya zorlanması durumunda, bir de bu zorlamaların yönü ve şiddeti dinamik olarak her an değişiyorsa, hemen mekanik bir hasar oluşmasa bile, bu malzeme ileride kalıcı bir hasara ve kırılmaya yol açacak yorulma sürecine girmiş demektir.
Dinamik zorlamalar altında çalışan sistemlerde malzemenin yorulma dayanımı çok önemlidir ve gözlenen hasarların çoğunluğu yorulma kırılmalarıdır. Bu süreçte önce, içyapıda veya yüzeyde imalattan kalan çok küçük kusurlarla mikroçatlaklar oluşur ve bunlar adım adım ilerleyerek bir makroçatlak haline gelir.
Bu da yeterli büyüklüğe ulaştığında yorulma kırılması ortaya çıkar, yani malzeme asli görevini artık yapamaz hale gelir. İnsan da öyle değil mi? Kuvvetli ve dinamik bir insanın bile zaman zaman “çok yoruldum” dediğini, hatta bitkin bir şekilde yatağa düştüğünü görürüz. İnsan belli bir yükü ayakta hiç kımıldamadan uzun müddet taşıyabilir. Fakat aynı yükü yükseğe tırmanırken veya koşarken taşıdığında daha çabuk yorulur. Ayrıca her insanın dış tesirlere karşı koyma gücü farklıdır. Bu durumlar insanın manevi hayatı için de geçerlidir. İhmal edilen, umursanmayan, hafife alınan ve başkalarının belki de dışardan göremediği başlangıçtaki küçük kusurlar zamanında önü kesilmez ve tedavi edilmezse, artık o insanı asli vazifelerini yapamayacak hale getiren ve düşüşlere götüren süfli duygulara ve kötü amellere dönüşür. Yorulmuş bir insanın istirahat ederek ve gıda alarak yeniden eski gücüne ve zindeliğine kavuşması gibi manevi yorgunluk ve yıpranmalar da işin ehli rehberlerin yörüngesinde giderilebilir.
Metalik Malzemeler de Yaşlanır
Metalik malzemelerde sertleştirme sürecinin uzun tutulması yani malzemenin yaşlandırılması neticesinde yaşlanma sertleşmesi, malzemenin plastik deformasyonu sırasında, sıcaklığın etkisiyle atomların yayılmasının bir neticesi olarak gerinim sertleşmesi meydana getirilmektedir. Ayrıca, alüminyum alaşımlarında olduğu gibi, ısıl işlem uygulayarak ikinci bir faz ile içyapıda küçük parçacıklar çökeltilir. Bunların dislokasyon hareketlerine engel olmasıyla malzemenin sertliği ve dayanıklılığı artırılır.
Benzer durumlar insanlar için de geçerlidir. Genç bir insandan beklenen fizikî performans yaşlanmış bir insandan beklenemez. Buna karşılık gençlerin manen kolayca kaldıramadığı ve tahammül edemediği sosyal ve psikolojik zorluk ve problemleri tecrübeli ve olgun bir yaşlı insan daha bir sükûnet, sabır ve tahammülle göğüsleyebilir.
Netice olarak, çelik malzemelerde olduğu gibi kâinattaki her bir varlık ve hadise insanı ve sosyal hadiseleri anlamada temsilî bir dürbün oluşturabilir. Yeter ki o gözle bakabilelim.
