Çelik, başlıca demirden oluşan ve yüzde 0.2 ila 2.1 karbon içeren bir metal alaşımıdır. Tüm çelikler karbon içerir, ancak “karbon çeliği” terimi özellikle temel alaşım bileşeni olarak karbon içeren çeliğe uygulanır. Orta karbonlu çelik,% 0.30 ile% 0.60 arasında karbon içeren karbon çeliğidir. Aynı zamanda yüzde 0.6 ile 1.65 arasında bir manganez içeriğine sahiptir. Bu tip çelik, mukavemet ve süneklik arasında iyi bir denge sağlar ve birçok çelik parça tipinde yaygındır.
Demir, atomların birbirini geçmesini sağlayan ve saf demiri nispeten yumuşak hale getiren kristal atomlu bir demir kafes örgüsünden oluşur. Çelikteki karbon bu eğilimi azaltır ve orta karbonlu çeliği demirden daha sert yapar. Krom, manganez, tungsten ve vanadyum gibi ek elementler de çelikte sertleştirici maddeler olarak işlev görebilir. Bu elemanların kesin oranı çeliğin kendine has özelliklerini belirler.
Ek karbon çeliği daha sert ama aynı zamanda daha kırılgan hale getirir, bu nedenle karbon çeliği üretmek sertlik ve süneklik arasında bir denge gerektirir. Orta karbonlu çeliklerin en yaygın kullanımları, akslar, krank milleri, kavramalar ve dişliler gibi ağır makinelerdedir. Demiryolu endüstrisinde aks, ray ve tekerlek yapımında yüzde 0,4 ila 0,6 arasında karbon içeren orta karbonlu çelik yaygın olarak kullanılmaktadır.
Orta karbonlu çeliğin ısıyla işlenmesi süneklik, sertlik ve kuvvet gibi mekanik özellikleri önemli ölçüde değiştirir. Çeliğin ısıl işlemi, ısı ve elektrik iletme kabiliyeti gibi diğer özellikleri de hafifçe etkiler. Çeliği ısıyla işlemden geçirmek için çeşitli yöntemler mevcuttur.
Orta karbonlu çelikteki karbon ve manganez içeriği, bu tür çelikler için en yaygın ısıl işlem yöntemini söndürmeyi ve temperlemeyi sağlar. Bu işlem genellikle çeliğin tekrar tekrar 1.333 ° F'ye (yaklaşık 723 ° C) kadar ısıtılmasını ve yağ veya su gibi bir sıvıda söndürülmesiyle hızlı bir şekilde soğutulmasını içerir. Bu işlemin sıcaklığı ve süresi, üreticinin çeliğin nihai özelliklerini hassas bir şekilde kontrol etmesini sağlar.
Kasanın sertleşmesi, çeliği sertleştirmek için sadece çeliğin dışını etkileyen bir işlemdir. Bu, daha sünek bir iç mekana sahip, suya dayanıklı sert bir dış yüzey oluşturur. Karbon çeliği sıklıkla sertleşmiştir çünkü kalın bir karbon çeliği parçasını tamamen sertleştirmek zordur. Orta karbonlu çeliğe göre daha fazla alaşım maddesi olan çelik, sertleştirilebilme kabiliyetine sahiptir ve sertleştirilmesi gerekmeyebilir.
