Demirin Özellikleri Nelerdir, Demir Nerelerde Kullanılır?
Bu içeriğimizde demirin özellikleri hakkında bilgi vererek demir nerelerde kullanılır sorusuna detaylı şekilde cevap vereceğiz. Demir neyden yapılır, ham maddesi nedir sorusundan başlayarak oluşturduğu alaşımlar nelerdir, önemi nedir, geri dönüştürülebilir mi ve demirden neler yapılır sorusuna kadar detaylı cevapları içeriğimizde bulabilirsiniz.
Demirin çeşitli özellikleri dolayısıyla endüstriyel üretim süreçlerinde oldukça geniş kullanım alanına sahip olduğunu söyleyebiliriz. Avantajlı özelliklerine ek olarak doğada bulunma oranı ve maliyetinin düşük olması da sıklıkla tercih edilmesini sağlamaktadır. Yaygın kullanımı, doğal olarak yüksek miktarda atık da üretmektedir. Atık haline gelen demirlerin satışı hakkında detaylı bilgi için güncel hurda demir fiyatları sayfamızı inceleyebilirsiniz. Demirin özellikleri ve kullanım alanları hakkında bilgi vermeden önce kimyasal yapısını inceleyebiliriz.
Demir Nedir?
Demir; atom numarası 26 olan, Fe simgesiyle gösterilen, gümüşi gri renkli, metalik parlaklığa sahip, sert ve manyetik özellikli kimyasal bir elementtir. Simgesi, Latince ismi olan ferrum kelimesinden gelmektedir. Tüm dünyada üretilen metallerin ağırlıkça %95’ini oluşturduğu düşünülmektedir. Bu nedenle de en çok kullanılan metal unvanına sahiptir.
Demirin Ham Maddesi Nedir?
Doğada demirin saf metal haline çok nadir rastlanır. Ana ham madde kaynağı, yer altında bulunan demir içerikli minerallerdir. Dolayısıyla demir metali, farklı türlerdeki mineral bileşiklerin işlenmesiyle elde edilir. Demirin ham maddesi olan bileşikler; oksitler, silikatlar, sülfürler ve karbonatlar gibi ana gruplar altında çeşitlenmektedir. En yaygın bulunan minerallere hematit (Fe2O3), manyetit (Fe3O4), siderit (FeCO3), limonit (2Fe2O3. 2H2O), götit (Fe2O3. H2O) ve pirit (FeS2) mineralleri örnek verilebilir. Kırmızıya yakın kahverengi veya siyah renkte olan hematit minerali için -kabaca- ana kaynak diyebiliriz. Ardından da manyetik bir mineral olan manyetit gelmektedir.
Demir Nasıl Yapılır?
- 1. Adım Madencilik: Demirin ham maddesi olan çeşitli mineral bileşikler, madencilik yöntemleriyle yer altından çıkarılır (hematit (Fe2O3), manyetit (Fe3O4), siderit (FeCO3), limonit (2Fe2O3. 2H2O) gibi).
- 2. Adım Saflaştırma: Mineral bileşikleri, çeşitli kimyasal işlemlerden geçirilerek saflaştırılır. Başka bir ifadeyle cevherdeki safsızlık unsurları, kimyasal indirgenme yoluyla uzaklaştırılır.
- 3. Adım Element Hali: Saflaştırma işleminin sonucunda demir elementi elde edilir.
- 4. Adım Metal Hali: Demir elementinden; öğütme, yoğunlaştırma, farklı sıcaklıklarda işleme, çeşitli kimyasal işlemlerden geçirme gibi adımlarla saf demir metali elde edilir.
Demirin Özellikleri Nelerdir?
Demirin özellikleri şunlardır:
- Doğal manyetik özelliğe sahiptir.
- Aktif metaller grubunda yer alır (diğer aktif ametallerle kolayca birleşebilir).
- Sert ve rijit yapılıdır.
- Belirli sıcaklıklarda dövülebilir ve genişletilebilir özelliktedir (şekillendirilip kolayca tel ve levha haline getirilebilir).
- Korozyon direnci düşüktür (paslanma).
- İyi bir elektrik ve ısı iletkenidir.
- Erime sıcaklığı, diğer metalik elementlerle karşılaştırıldığında oldukça yüksektir (saf hali, 1538 °C’de erirken 2862 °C’de de kaynar).
- Yüksek sıcaklıklara karşı yüksek dayanım gösterir (yapısal uygulamalarda tercih edilmesinin sebebi dayanım düzeyidir).
- 1538 °C’nin üstünde sıvılaşır. Sıvılaşabilmesi; döküm, şekil verme ve alaşım oluşturabilme işlemlerinin kolaylığı açısından avantajlı olmasını sağlar.
- Saf hali, grimsi renkte ve metalik parlaklıktadır (beyaz ve gümüş karışımı).
Demirin özellikleri sayesinde gündelik yaşamımızın hemen her alanında yer alır. Demirin özellikleri arasında öne çıkan; dökülebilirlik, yüksek mukavemet gücü, dayanıklılık, işlenebilirlik ve iletkenlik gibi nitelikleri sayesinde çok sayıda farklı endüstride yaygın olarak tercih edilir. Tam da bu sebeple geri kazanım sürecinden geçirilerek yeniden kullanılması, sürdürülebilir geleceğin inşa edilebilmesi açısından son derece kritiktir. Demirin kullanım alanlarını bilerek atıklarınızı daha iyi tanıyabilir ve tesislere aktarabilirsiniz.
Demir Nerelerde Kullanılır?
Demirin kullanım alanları şunlardır:
- İnşaat sektöründe – çelik konstrüksiyonlu yapılarda (çeliğin ham maddesi olarak), betonarme yapılarda (betonu güçlendirme amacıyla), tesisat sistemlerinde, çeşitli yapı bileşenlerinde…
- Elektrik-elektronik sektöründe – bilgisayar sistemlerinin manyetik depolama sağlayan parçalarında ve çok çeşitli elektronik ürünlerde…
- Otomotiv sektöründe – araçların gövde parçaları, motor bileşenleri, şasi, karoser gibi parçalarda…
- Tıp alanında – cerrahi aletlerin yapımında…
- Araç, gereç, ekipman üretiminde – delici-kesici alet yapımı, tornavida-çekiç-keser-pense gibi el aletleri, küçük ev aletleri, beyaz eşyalar, büyük tarım ve madencilik ekipmanlarında…
- Ulaşım sektöründe – raylı taşımacılık sistemleri, lokomotifler, vagonlar, raylar (yüksek mukavemeti sebebiyle)
- Gemicilik sektöründe – gemi, vapur vb. araçlarda gövde parçaları, motor ve makine bileşenlerinde…
- Sanat alanında – anıtlar, metal heykeller, objelerin yapımında…
- Moda alanında – takı, düğme, kemer tokası gibi aksesuarların üretiminde…
- Ev dekorasyonu sektöründe – çeşitli dekoratif objeler, mobilya parçalarının üretiminde…
- Alaşımı üretiminde – çelik alaşımı başta olmak üzere çeşitli alaşımlarda…
Demirin özellikleri pek çok endüstride yoğun olarak kullanılmasını mümkün kılar. İnşaat gibi bazı sektörlerin temelini oluşturduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Hatta fiyatındaki değişimler bile inşaat sektörüne yön verebilir. Demirin kullanım alanları, elbette sadece bu sektörler ve örneklerle sınırlı değildir.
Demir Alaşımları Nelerdir?
Demirin özellikleri arasında en önemli olanlardan biri, alaşım oluşturabilme kabiliyetidir. Çok çeşitli metal alaşımlarının başat bileşenidir. Yaygın olarak bilinen çelik olsa da farklı demir alaşımları da bulunmaktadır:
- Pik Demir: Cevher halindeki demirden, dökme ve çelik üretimi sırasında ortaya çıkan ara üründür. %4-5 aralığında değişen miktarda karbon içerir.
- Dökme Demir: %2-4 aralığında değişen miktarda karbon, %1-6 aralığında değişen miktarda silisyum ve düşük miktarda manganez içeren dökme, endüstrilerde yaygın olarak kullanılan bir alaşımdır.
- Alaşımlı Çelik: Daha çok inşaat alanında kullanılan alaşımlı çelik, değişen miktarlarda karbonla birlikte krom, vanadyum, molibden, nikel, tungsten gibi diğer metalleri de içerebilir.
- Demir (III) oksit: Yaygın olarak bilgisayar üretiminde manyetik depolama ünitelerinin yapımında kullanılan bir alaşımdır.
Bu örnekler dışında örneğin çinko temelli alaşımların yapısına da düşük oranlarda katılabilir. Demirin özellikleri onu oldukça kullanışlı bir metal yapar. Çoğunlukla çelik yapımında kullanıldığını söyleyebiliriz. Çelik atıkların satışı hakkında detaylı bilgi için hurda çelik fiyatları içeriğimize göz atabilirsiniz.
Demir Özellikleri – Sık Sorulan Sorular
Demirin özellikleri hakkında en çok merak edilen sorulara kısaca cevap verelim:
Demirin Ömrü Ne Kadardır?
Demir elementi için ömür kavramı yoktur, geri dönüşümle yeniden ve yeniden kullanılabilir. Ancak demir içerikli ürünler için ömür kavramından bahsedebiliriz. Demirin özelliklerinden biri de düşük korozyon direncidir. Bu nedenle ortam şartlarına bağlı olarak hızla paslanabilir. Dolayısıyla demirin ömrü, kullanıldığı ortama göre değişir. Paslanmasını önlemek için diğer metallerle alaşım yapılır. Endüstriyel üretimde daha çok demir alaşımları kullanılmaktadır. Bu sayede demirin özellikleri ve dayanımı güçlendirilir.
Demirin Paslanması Nasıl Olur?
Demir, dış koşulların etkisine bağlı olarak paslanabilir (korozyona uğrayabilir). Demirin paslanması şu şekilde gerçekleşir: Malzeme; hava, su veya nemle reaksiyona girerek oksitlenir. Oksitlenme yüzeyde pas oluşumunu başlatır. Zamanla oksitlenme iç tabakalara kadar inerek malzemenin kalitesini bozmaya başlar.
Demiri Korozyondan Korumak İçin Ne Yapılır?
Demiri korozyondan korumak için oksitlenmeyi yavaşlatacak önlemler alınabilir. Yöntemler arasında boyama, galvanizleme, kaplama gibi işlemler bulunmaktadır. Bir diğer yöntem ise krom, nikel gibi elementlerle alaşım oluşturulmasıdır. Ancak bu üretim aşamasında uygulanabilir.
Demir Geri Dönüştürülebilir mi?
Evet, demir geri dönüştürülebilir. Geri kazanımla elde edilen demir, orijinal kalitesindedir. Geri kazanım süreçlerinin verimli şekilde yapılabilmesi için atıkların, korozyona uğramayacak koşullarda muhafaza edilmesi gerekir. Bu aynı zamanda hurdaların fiyatlandırılmasında da önemli bir faktördür. Fiyatlandırma yapılırken -ilk olarak- malzemenin kalitesi dikkate alınmaktadır. Yüksek demir içeriğine sahip ve korozyon oranı düşük malzemeler daha değerlidir.
Demir Elementi Dünya’ya Nasıl Geldi?
Üretimde kullandığımız demir cevherleri, Dünya gezegenine başka bir yerden gelmedi. Doğal ham madde kaynakları, zaten gezegenin bileşenleridir. Milyarlarca yıl önce büyük kütleli yıldızların nükleer füzyon reaksiyonları sırasında oluşan farklı elementler, süpernova patlamalarıyla uzaya yayıldı. Uzaya saçılan elementler zamanla Güneş’i, yeni yıldızları, gezenleri ve diğer gök cisimlerini oluşturdu. Dünya da bu süreçte oluştu. Dolayısıyla demir, gezegenimizin bileşenlerinden biridir. Bununla birlikte bilim insanları, tarih öncesi çağlarda, ilk demir nesnelerin meteorik demirden yapıldığını düşünmektedir. Dünyaya düşen meteorlardan elde edilen meteorik demir, saf metal olması nedeniyle işlenmesi kolaydır. Bu sayede ilk insanlar, demiri erken dönemde keşfedip işleyebilmiş ve kullanabilmiştir.
Türkiye’de Demir Nerede Çıkarılır?
Türkiye, demir cevheri açısından zengin ülkelerden biridir. Sivas, Malatya ve Erzincan illeri başta olmak üzere birçok yerde demir madenciliği yapılmaktadır. Ülkemizin kaynak açısından zengin bölgeleri: Sivas’ta Divriği başta olmak üzere Gürün ve Kangal; Malatya’da Hekimhan; Adana’da Elmadağ, Feke ve Karaisalı; Balıkesir’de Havran ve Şamlı; Kayseri’de Pınarbaşı ve Yahyalı. Dünya genelinde yüksek düzeyde üretim yapan ülkelere ise Hindistan, Çin, Avustralya, Brezilya ve ABD örnek olarak verilebilir.
Demirin Erime Sıcaklığı Nedir?
Saf demirin erime sıcaklığı 1538 °C’dir. 1538 °C ve üzerinde sıvılaşır. Bu erime sıcaklığı, diğer metalik elementler düşünüldüğünde oldukça yüksek bir değerdir. Yüksek erime sıcaklığı, alaşım ve bileşik üretimi açısından demirin özellikleri arasında çok önemlidir. Bu sayede sıvılaşan demir, diğer elementlerle kolayca alaşım ve bileşik oluşturabilir.
Demir Kaç Derecede Kaynar?
Saf demirin kaynama sıcaklığı 2862 °C’dir.
Demir Aktif Metal mi?
Evet, demir aktif metaller grubundadır. Diğer aktif ametallerle kolayca birleşebilir.
Demirin Simgesi Nedir?
Demirin simgesi, Fe’dir ve Latince ismi olan ferrum kelimesinin ilk iki harfinden türetilmiştir.
Demirin İşlenmemiş Hali Nedir?
Demirin işlenmemiş hali, cevher formudur. İşlenmemiş hali, doğada saf metalik formda değil, diğer elementlerle bileşik halindedir. En yaygın cevherler; hematit (Fe2O3), manyetit (Fe3O4), limonit (2Fe2O3. 2H2O), siderit (FeCO3), götit (Fe2O3. H2O), pirit (FeS2) mineralleridir.
Demir Alaşımları Ne İşe Yarar?
Alaşımların amacı, demirin özelliklerini güçlendirebilmektir. Örneğin mukavemetini artırmak veya korozif özelliklerini azaltmak için karbon, nikel, krom gibi diğer metallerle alaşım yapılabilir. Demir alaşımları sayesinde farklı işlevsel ihtiyaçlar verimli şekilde karşılanabilir.
Demirden Neler Yapılır?
Çok yönlü bir malzeme olan demir; makine imalatından tarım ekipmanlarına, küçük ev aletlerinden büyük üretim bantlarına kadar her yerde kendine yer bulmaktadır. Ayrıca kamyonlardan tırlara, gemilerden uçaklara, trenlerden otomobillere kadar her türlü araç üretiminde de önemli bir rol oynar. Otomobillerin gövde yapısı, şasi ve motor parçaları gibi sağlamlık gerektiren birçok önemli bileşeni demir alaşımlarından üretilmektedir.
Tarihsel Yolculuğu
Tarihsel açıdan değerlendirildiğinde demir, keşfedilmesinden bu yana her çağda insanlık için büyük bir öneme sahip olmuştur. Keşfedilmesi ve çeşitli amaçlar için kullanılması, tarih öncesi çağlara kadar uzanmaktadır. İlk olarak silah yapımında kullanılmasıyla birlikte insanın en önemli güdüsü olan hayatta kalma güdüsüne hizmet etmiştir diyebiliriz. Bununla birlikte demirin kullanım alanları uzunca bir süre gelişim göstermemiştir. Bu durumda demirin özellikleri arasındaki düşük korozyon direnci etkili olmuştur. Örneğin altın ve gümüşe göre daha çabuk korozyona uğraması nedeniyle erken dönemlerde yoğun şekilde kullanılamamıştır.
Günümüze daha yakın dönemlere gelecek olursak, insanlığın topyekûn değişimi diyebileceğimiz sanayi devriminde demir başat rol üstlenmiştir. Gelişen bilim ve teknoloji sayesinde özellikle modern yapı inşa teknolojilerinde demirin kullanım alanları son derece geniştir. Hatta günümüz koşullarında pek çok endüstride ana malzeme niteliğinde olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Bu durum elbette yüksek miktarda atık üretmektedir. Günümüzde geri dönüşümün değerinin ve kritikliğinin anlaşılmasıyla birlikte atıklar da aynı şekilde önemli bir konu haline geldi. İnsanlığın gelişimi, yolculuğuna artık ekoloji ve sürdürülebilirlik kavramları merkezinde devam ediyor. Bu bağlamda geri dönüşüm vasıtasıyla yaşanabilir yarınlara katkı sunmak -Türkiye ölçeğinden Tuzla ölçeğine kadar- hepimizin sorumlulukları arasında yer almalıdır.
Tuzla Hurdacısı olarak metal geri dönüşüm fabrikamızda atıkların geri kazanım sürecini titizlikle yürütmekteyiz. Artan tüketim ve bununla paralel olarak yükselen ihtiyaçla birlikte atıkların geri dönüşümü, ekonomik ve çevresel açıdan insanlığa birçok avantaj sunmaktadır. Geri kazanım süreçlerinin detayları hakkında bilgi edinmek için demir geri dönüşümü nasıl yapılır konulu içeriğimizi de okuyabilirsiniz.
Kaynaklar: Iron, Wikipedia; Metalik Madenler Demir, MTA; Dünyada ve Türkiye’de Demir 2022, MTA
Bu içeriğimizde piyasa değeri düşük olsa bile kaynakların geri kazanım sürecinin endüstrilerimiz açısından önemine demirin özellikleri nelerdir sorusuyla giriş yapmak istedik. Demir nerelerde kullanır, demirden neler yapılır konusunda bilgi edinerek, atıklarımız hakkında daha bilinçli ve farkında olabiliriz.
İçeriğimizi paylaşmak ister misiniz?