ÇELİK SEÇİMİ
Kevin R. Cashen
Metali işlediğim yıllar içerisinde, çelik seçimi konusunun malzemenin geçirdiği evrim ile antik ve modern yaklaşımların farklılıkları göz önünde bulundurulmadan asla tam olarak anlaşılamayacağı sonucuna vardım. Bu noktaları yeterince dikkate almayan birçok modern usta, malzeme seçimindeki bazı kritik faktörleri de böylece gözardı etmiş oluyor. Çağlar boyunca insan toplulukları için yaşamsal öneme sahip olmuş tüm teknolojik uygulamalar gibi, çelik üretimi de zaman içerisinde birçok farklı uygulama alanında giderek artan talebe uyum sağlayabilmek için değişmiş ve gelişmiştir. Bu anlamda, özel amaçlı alaşımların ortaya çıkışını basit mekanik cihazların elektronikle tanışmalarına benzetebiliriz. Bir makine ustasının işini yaparken ihtiyaç duyduğu tüm araç-gerecin bir kutu dolusu anahtar ve bir çekiçten ibaret olduğu daha basit zamanlar vardı; üstelik o makineler de genel anlamda gayet iyi sonuçlar veren, güvenilir cihazlardı. Zaman içerisinde teknolojik gelişim üretimi uzmanlaşmaya yöneltirken, aynı yönelimi makineler açısından da gerekli hale getirdi. Bugün artık herhangi bir işi daha verimli olarak yapmak üzere programlanabilen cihazlarımız var; bunun bedeli olarak da, daha yetkin bir ustaya ve ustanın takım çantasında daha gelişmiş tanı araçlarına ihtiyacımız var.

Eskiden basit bir demirci ocağı ve bir örs, değişen oranlarda demir ve karbondan oluşan antik çeliklerin ihtiyaçlarına cevap vermeye yetip de artıyordu; ama alaşım oluşturan elementlerin en küçük oranlardaki katılımının etkisi bile, makinelerimize elektroniğin girişi kadar dramatik oldu. Alaşım çeliklerinin gelişimi, belki de insanoğlunun demirden nasıl çelik yapılacağını keşfetmesinden bu yana karşılaştığı en dramatik değişimdi ve aslında bu değişim, yeni silah teknolojileriyle diğer metal işleme uygulamalarının kılıç ustalığını çağdışı kılmasından çok sonra gerçekleşti.

Dolayısıyla, tekniklerimizle geleneklerimizin büyük bir kısmı, modern malzemelerimizin gereksinimleriyle uyumlu olmayan, alaşım öncesi bir perspektiften gelmedir. Basit karbon çeliklerine bugün artık ender rastlanır olmuştur ve her geçen gün daha da nadir hale gelmektedirler. Öte yandan, en basit modern çelikler bile antik kılıç ustasının malzemelerinde bulunmayan elementler içerir. Bunun çok iyi bilinen bir örneği, eski Japon tarzı ısıl işlem yapmaya çalışan modern ustaların bugünün çeliklerinde yaygın olarak bulunan manganez nedeniyle uğradıkları hüsrandır. Eski çağlarda çeliğe su vermede en yaygın olarak kullanılan madde suydu, ancak bugün neredeyse tüm modern çelikler bunu namlu simetrisi yönünden tehlikeli bir aşırılık haline getiren elementler içerir. Bu nedenle, fazladan -ve yoğun emek gerektiren- kendi çeliğini yapma adımını üretim süreçlerine dahil eden ustalarca elde edilen sonuçların geçmişte yapılanlarla en yüksek benzerliğe sahip olması hiç de sürpriz değildir. Yine de bu, öncelikli olmayan bir durumdur ve metal alaşımların ortaya koyabileceği tüm o güçlü etkilerle kıyaslandığında, aslında manganez görece küçük bir değişikliğe sebep olur.

Tıpkı modern makinelerle çalışma örneğinde olduğu gibi, bu durumun üstesinden gelmek için de seçeneklerimiz bulunmaktadır. Anahtarlar ve çekiçten ibaret olan basit takım çantamızı geçmişin daha basit makineleriyle kullanmaya devam ederek yine çok başarılı sonuçlar elde edebiliriz, takım çantamızın içeriğini ve teknik eğitim düzeyimizi modern çağın gelişkin ürünleriyle başedebilecek şekilde iyileştirebiliriz, yahut üzerinde çalıştığımız uygulamada işe yarayacak doğaçlama yöntemler geliştirebiliriz. Düşkırıklıkları ve alternatif yoksunluğu, bu sonuncuyu modern kılıç ustaları tarafından en çok tercih edilen seçenek haline getiriyor. Ancak çoğu zaman bu durum, bir makine ustasının 10.000$ değerindeki bir makinenin tüm elektronik donanımını söktükten sonra, onu -kullanmayı bildiği ve gerekli takımlarına sahip olduğu- 1.000$’lık bir makine gibi çalıştırmasına benzer şekilde sonuçlanıyor. Modern çeliklerle çalışan birçok kılıç ustası, alaşım etkilerinin üstesinden gelebilmek için tavsiye edilen yöntemlere nadiren uyan, çoğunlukla da bu etkileri en üst seviyelere çıkaran, anlaşılmaz yöntemler geliştiriyorlar.

Bu yazının amacı doğrultusunda çeliği ele alırken iki işleve odaklanacağım: yarma ve dilme. Yarma eyleminde, tokluk diğer birçok özellikten daha yüksek önceliklidir ve süneklik ile dayanım arasında bir uzlaşı arzulanır. Yarıcı bir namlu, dayanımından fazlaca taviz verip darbe ile kolayca deforme olabilecek kadar sünekleşmemek kaydıyla, mümkün olabildiğince gevreklikten uzak olmalıdır. Dilme eyleminde ise, yüksek ağız dayancı ile aşındırma direnci öncelikli kaygılardır; şayet namlu sadece hassas dilme işlemi yapacaksa, kullanım sırasında ağız çentilmediği sürece tokluk önemsiz hale gelir.

Karbon Seviyesi Tercihleri

Eski çağlarda kılıç ustalarının çalışmaları için uygun çeliği seçmede işleri daha kolaydı; farklı bölgelerde üretilen malzemelerde gözlenen belli belirsiz davranış farklılıklarının dışında, karbon oranları ile genel anlamda çeliğin kalitesi temel unsurlardı. Gerçekten de, çeliğin davranışlarını en fazla etkileyen faktör, açık ara ile karbon seviyesidir. Görece az miktarlarda ilave edilmesi dahi, dayanımı büyük oranda artırır. Çelikte dayanım, deformasyona karşı koyabilme yetisidir; yani, kolayca eğilebilen yahut deforme olabilen yumuşak çelikler dayanım yönünden zayıftır. Demirin içerisinde çözünen ve onunla karışan karbon, onu büyük oranda güçlendirir ve deformasyona engel olur. Dayanımdaki bu kazanç, deformasyon yetisinin çok azaldığı ve bu nedenle de uygulanan kuvvetlerin çeliğin çatlamasına yol açabileceği bir noktaya kadar, artan karbon oranıyla artmaya devam eder. Bu noktadaki durum gevreklik olarak bilinir ve spektrumda tokluk (yahut süneklik) ile tam ters kutuplardadır.

Karbon için her ne kadar demirin bir cazibesi varsa da, fırsat verildiğinde her ikisi de birbirlerinden ayrılmak ve metalin içerisinde kendi türüyle bir arada durmak eğilimindedirler. Bu ayrışma, şayet eriyik yavaşça soğutulursa, çeliğin içerisinde birbirini takip eden ince demir ve karbon hatlarının oluşmasıyla sonuçlanır. Yaklaşık olarak %0.01 ile %0.77 arasında karbon içeren çeliklerde, değişik oranlarda ayrışmış karbon ve yumuşak demir olarak kalmış bölgeler bulunacaktır. %0.84 ile %2.00 aralığında ise, ayrışmış demir ve karbonun yanında, fazladan karbon da bulunacaktır. Bu ikisinin ortasında, yani %0.77 ile %0.84 aralığında, demir veya karbon artıklarının bulunmadığı ve her iki elementten de en yüksek düzeyde yararın sağlanabildiği bir “munis bölge” bulunmaktadır.

Bu “munis bölge” ötektoit (ötektik ile karıştırılmamalıdır) olarak bilinir ve çelik seçiminde büyük öneme sahiptir. Bundan daha düşük karbon oranlarına sahip çelikler, içerdikleri serbest demirin sünekliği nedeniyle doğal olarak tokluk eğilimi gösterirler. Ötektoidden daha yüksek karbon oranlı çelikler ise, daha yüksek dayanım ve aşındırma direncine karşılık, fazladan karbon unsurunun gevrekliği nedeniyle daha düşük tokluğa sahiptirler.

Eski zaman ustalarının bu uçlara erişebilmek için kullandıkları araçlar oldukça basitti. Çeliğin bu mekanizması ile ilgili tüm ayarlama karbon seviyeleri ile yapılıyordu. Bir usta, işe başlarken arzu ettiği oranda karbon içeren bir çelik yapabileceği veya satın alabileceği gibi, ısıl işlemler kullanarak mevcut karbon seviyesini artırıp azaltabilirdi de. Her halükarda yapılmaya çalışılan, basitçe genel sertliğin dayanım ve tokluk arasında makul bir uzlaşı sağlanabilecek şekilde ayarlanmasıydı. Eski ustaların bunca uğraşı karbon oranı gibi bir kavramdan habersiz olarak verdikleri, karbonun bir element olarak tanımlanmasının dahi yüzyıllar sonra gerçekleştiği göz önünde bulundurulursa, yaptıklarının hiç de kolay bir iş olmadığı ortadadır.

Antik çeliklerde dayanım - tokluk bilmecesini çözmede çok zekice kullanılmış üç örnek bulunmaktadır: Yoğruk örüntüdeki karma yapı, Japon kılıçlarındaki gibi ayrımcı ısıl işlem, antik pota çeliklerindeki mikro-yapısal düzenleme. Karbon transferini en alt seviyede tutabilmek için görece kalın bölümler halinde düzenlendiğinde, yoğruk örüntülü çelikte birbirinden farklı karbon seviyelerinde ve sertlik derecelerinde bölümler elde edilebilir. Sadece kesici ağzın seçilip sertleştirilmesiyle, aynı karbon seviyesindeki gövdenin daha yüksek sünekliğe sahip olması sağlanabilir. Antik pota çeliği yöntemiyle, normalde gevrekliğe neden olacak yüksek karbon seviyeleri, yumuşak demir tarafından çevrelenmiş mikro-birikmeler ağı sayesinde daha sünek hale getirilebilir. Öte yandan, sadece bir veya iki başka elementin metale eklenmesi, tercih ve seçenekleri bu temel yaklaşımların çok ötesine geçirip 21. yüzyıla taşıyabilir.

Alaşım Seçenekleri

Alaşım çeliklerinin gelişimiyle birlikte, çelik seçimi ve işlenmesi yöntemleri daha çok yönlü ve çok daha karmaşık bir hale gelmiştir. Bugün en basit çelikleri kullanırken bile, karbonun ötesinde diğer alaşım elementlerini de hesaba katmak zorundayız. Krom, vanadyum, molibden, tungsten, nikel, silikon ve manganezden her biri çeliğin davranışlarını farklı yönlerde değiştirir, dolayısıyla bizim de bu elementlerden her birinin metal üzerindeki etkilerini incelememiz gerekir.

Krom: Sertleşebilirlik, paslanma direnci
Vanadyum: Tane inceltimi, aşındırma direnci
Manganez: Sülfür alma, sertleşebilirlik
Molibden: Sertleşebilirlik, yüksek sıcaklık dayancı
Nikel: Tokluk
Tungsten: Aşındırma direnci, yüksek sıcaklık dayancı
Silikon: Tokluk, sertleşebilirlik

Elimizdeki bu bilgiler sayesinde, artık çelik seçimimize yeni bir bakış açısı getirebiliriz. Ancak eklenen alaşım elementleriyle yüksek karbon seviyeleri, işlevsel özelliklerin yanında, elimizdeki alet ve araç-gereci de göz önünde bulundurmamızı ve imkanlarımıza en uygun çeliği seçmemizi zorunlu kılar. Isıl işlem, metalin doğal yönelimlerinin önüne -olumlu veya olumsuz yönde- kolaylıkla geçebilir. Kullanmakta olduğunuz ısı kaynağıyla çeliği gerekli olan süre boyunca doğru sıcaklıkta tutabilme imkanınız var mı? Sayısal kontrollü fırınlara sahip zenaatkarların, alaşım çelikleri açısından basit demirci ocakları kullananlara oranla çok daha fazla seçeneğe sahip olacağı açıktır. Bu konuya yaklaşımda sıklıkla karşılaşılan ve binlerce yıl önce basit ocaklar kullanılarak yapılmış olan mükemmel kılıçları örnek gösteren itirazlar, binlerce yıl boyunca çeliğin demir ve karbonun basit bir karışımı olduğu gerçeğini göz ardı etmektedirler. Modern alaşımların ortaya çıkışıyla demirci ocaklarının yerini kontrollü fırınların alışının yaklaşık aynı zamanlarda olması tamamen bir rastlantı değildir. Krom, molibden ve nikelce zengin bir çeliğin belirli bir uygulamaya yönelik olarak en iyi sonucu verebilmesi mümkündür, ancak şayet eldeki araç-gereçle bundan elde edilebilecek sonuç %0.8 karbon içeren basit bir çelikle aynı olacaksa, hangisinin daha mantıklı bir tercih olacağı da ortadadır.

Kılıç ustalarının büyük çoğunluğu açısından en büyük öneme sahip konu, ısıl işlemdir. Antik tekniklerin kavrayış ve yaklaşımı doğrultusunda çalışıldığında, ısıl işlem genellikle sertleşebilirliğe odaklanır; eldeki çeliğin ne kadar sert olabileceği ile, bu sertliğe ne kadar kolay ulaşılabileceğine. İlk anda farkedilmese de, aslında bu ikisi birbirinden tamamen ayrı özelliklerdir. Örneğin, %0.9 karbon içeren bir çelik parçası, %0.4 karbon içerene kıyasla çok daha yüksek sertliğe ulaşabilir; ancak, şayet %0.9’luk çeliğin içerisindeki manganez diğerinden daha azsa, en yüksek sertlik seviyesine ulaşabilmesi için çok daha zorlu bir su verme süreci gerektirir ve bu yüzden de, daha yüksek sertlik seviyelerine erişilebilecek bir potansiyelinin bulunmadığı izlenimini uyandırabilir. Her ikisine de ağır yağda su verildiğinde, alaşımında krom bulunan %0.5 karbonlu çelik, krom içermeyen %0.9’luk çeliğe kıyasla daha fazla sertleşebilme kapasitesine sahipmiş gibi görünür; ancak, şayet su verme hızı artırılırsa, %0.4 daha fazla karbon içeriği sayesinde daha basit yapıdaki çelik kolayca diğerinin önüne geçer.

Esas olarak, en yüksek genel sertlik seviyesi, karbon içeriğinin bir fonksiyonudur; %0.6’nın altında azalan etkisi, %0.8 civarında en yüksek seviyeye ulaşır. Bunun üzerindeki karbon seviyeleri, genel sertliğe doğrudan bir katkıda bulunmamakla birlikte, son derece sert küçük parçacıklar oluştururak aşınma direnci üzerinde bileşik etkide bulunur. Bu durum, aşınma direnci ile genel sertlik arasındaki farkı da ortaya çıkarır. Alaşım oluşturan birçok element genel sertliğe karbon gibi bir katkı sağlamazken, aşınma direncini büyük ölçüde artırabilir. Kilden yapılmış bir topun içerisindeki taş parçalarını düşününüz: Kilin yumuşaklığından bağımsız olarak, taş parçaları kilin aşınmasına karşı koyacaktır. Ancak, şayet üzerine basarsanız, topun deforme olmasına da engel olmayacaktır. Karbon, bu örnekte kurutulmuş ya da fırınlanmış ve böylece içerisindeki taşların aşınma direncinden bağımsız olarak deformasyona karşı koyan kil ile temsil edilen demire etki eder. Aslında, şayet taş parçaları yeterince iri ve çok sayıda ise, kilden yapılmış topumuz daha kolay çatlayıp kırılacaktır; bu durum, çeliğin içerisinde çok fazla alaşım karbürleri bulunmasının etkileriyle oldukça benzeşir. Dilici bir bıçakta aşınma direncini artıracağı için arzu edilebilir olan parçacıklar, yarıcı bir bıçağa zarar verecektir. Aşınma direnci yönünden dikkate alınması gereken elementler krom, molibden, tungsten ve vanadyumdur.

Alaşıma katılan diğer bazı elementler, kırılgan parçacıklar oluşturmadan demiri güçlendirir ve adeta bir darbe emici gibi davranırlar. Bunların içerisinde en dikkate değer olanları, toklukla ilgili kavrayışın basitçe sertlik derecelerini ayarlamaktan ibaret olduğu eski yaklaşım tarzında yol açtıkları büyük değişimle, nikel ve silikondur. Bu elementleri içeren çelikler, basit karbon çeliklerinde çıkılabilecekten daha yüksek olanlar da dahil, her sertlik seviyesinde yarma eyleminin zorlamalarına doğal olarak daha fazla dayacaktır. Bu nedenle, alaşım öncesi düşünce tarzıyla çalışan bir usta bugün artık hem sertlik derecesi, hem de tokluğu oldukça yüksek bir kılıç yapabileceği gerçeğini gözden kaçırabilir.

Çoğu zaman, ısıl işlemle çelikte elde edilmek istenilen iki özellik birbiriyle çelişebilir. Daha önce de belirtildiği gibi, modern alaşımların büyük çoğunluğu, su verme aşamasında sarfedilecek en düşük çaba ile en yüksek sertliğe ulaşmak ve böylece daha zorlu su verme süreçlerini gereksiz kılmak üzere tasarlanmıştır. Bir miktar krom ilavesiyle -artan sertleşebilirlik sayesinde- çoğu çeliğin ısıl işlemi, ortalama bir kılıç ustasına genel anlamda daha kolay gelecektir. Ancak bu lüksün bir bedeli bulunmaktadır. Su verme ile bizi yumuşak çelikten kurtaran bu etki, aynı zamanda su verme işleminden önce doğru eriyiği elde edebilmemiz için çeliği belirli bir ısıda tutmamız gereken süreyi uzatır. Çok basit çelikler belirli bir sıcaklığa çıkarılıp bekletilmeden su verilebilir, ama tam olarak sertleşebilmeleri için su vermenin çok hızlı olması gerekir ve çoğu zaman da çeliğin bütününde böyle bir sertliğe ulaşılamaz. Karmaşık çelikler sertleştirmeye hazırlanmak üzere belirli bir sıcaklıkta daha uzun süre dikkatle ısıtılmayı gerektirirler, ama daha küçük bir çabayla tam sertliğe kolayca ulaşırlar. Elinde referans alabileceği iyi işlem görmüş bir alaşım çeliği bulunmadığından, çoğu kılıç ustası ısıtma süresini uzatmadan su verdiği için alaşım çeliğinin özelliklerini en üst düzeye çıkaramadığını kabul etmeyecektir. Doğrusu, uyguladığı ısıl işlemle basit karbon çeliği seviyesinde iyi bir performans yakalamış da olabilir; ancak amaçlandığı endüstriyel uygulamalar doğrultusunda işlem gördüğünde, elindeki alaşım aslında çok daha fazlasını verebilir.

Derleyiş

Şimdi de bu elementleri, bir kılıç ustasının bir çelik parçasından beklentileri içerisindeki karşılıkları yönünden inceleyelim:

Karbon: %0.5’in altındaki oranlarla elde edilebilecek en yüksek sertlik seviyeleri, bir kılıç için dayanım yetersizliği ile sonuçlanabilecek kadar düşük kalacaktır. Yarıcı bir namlu için, içsel tokluk açısından mantıklı karbon oranı %0.5 ile %0.8 arasındadır. %0.8’in üzerinde karbon içeren çeliklerse hem genel dayanım, hem de artan aşınma direnci ile, dilici bir namlunun ağız keskinliğini daha uzun süre koruyacaktır. %0.77 ile %0.84 aralığındaki ötektoit çelikler genel amaçlı namlularda kullanım için daha uygundur. Bu noktada, karbonun ısıl işlemler ile yönlendirilebileceğini, daha yüksek karbon seviyelerinin daha düşük karbonlu çelikler gibi davranmasının sağlanabileceğini hatırlamakta yarar var. Ana hatlarıyla yukarıda verilen sınıflandırma ise, çeliğin bu derişimlerdeki doğal eğilimlerini yansıtmaktadır.

Tane inceltimi: Daha küçük taneler, çeliğe doğal olarak daha fazla tokluk verecektir; bu durum, alaşımla olduğu gibi, dikkatli bir ısıl işlemle de elde edilebilir. Kılıç yapımında uygulanan ve yeterince özellikli olmayan ısıl işlemlerin çoğu, tanelerin daha da büyümesine yol açar. Modern çelik üreticileri, çeliklerin tane büyümesine karşı direncini -alaşımlamadan bağımsız olarak- kendiliğinden artıran gaz arıtımı yöntemleri kullanarak, bu konuda bizlere büyük bir iyilik yapmaktadırlar. Bunun yanı sıra, vanadyum ve bir ölçüye kadar da krom gibi ilave elementler bu etkiyi daha da artırır ve bunları %0.4’ten daha düşük oranlarda içeren basit çelikleri kılıç yapımı için iyi birer seçenek haline getirirler.

Elde dövme: Çelikle çalışırken öncelikli olarak göz önünde bulundurmamız gereken noktalardan biri de, ocaktan alındığında çekicimizin altında nasıl hareket edeceğidir. Tabii ki bu konu şahmerdan veya pres kullananları daha az endişelendirir, ancak sadece elindeki çekici kullanan bir usta için bu çok önemli bir noktadır. Bazı çelikler yüksek sıcaklıkta diğerlerine kıyasla daha kolay deforme olurlar; aslında bazı modern çeliklerin yüksek sıcaklıklarda daha fazla dayanım göstermek üzere tasarlandığını göz önünde bulundurursak, bunun nedeni gayet açıktır. Bu yüzden, yoğun talaşlı işlemler ve benzeri uygulamalar için tasarlanmış yüksek hız çelikleri, kolay bir çalışma arzulayan bir kılıç ustasında nadiren ilgi uyandırır. Yüksek miktarda krom, molibden veya tungsten içeren çelikleri elde çekiçlemek, buna değmeyecek kadar fazla zahmetli olabilir. Normal dövme sıcaklıklarında, vanadyum veya karbon seviyelerindeki artış bile ustanın kolu tarafından farkedilecektir. İkili bir olumsuz etki de, sertleşebilirliği fazlaca artırarak ustanın çalışma aralığının alt bölgelerinde istenmeyen dönüşümlerin meydana gelmesine yol açan bazı elementlerde görülür.

Yoğruk örüntü: Ne yazık ki çoğu modern alaşım, geçmişin basit haddehane çeliklerine kıyasla, dövme kaynağı yapmayı oldukça güçleştirir. Bu yüzden, dövme kaynağı yapmaya yeni başlayan birinin kullandığı alaşım ne kadar basitse, başarılı olma şansı da o kadar yüksektir. Günümüzde çeliğin içerisindeki karbon hareketliliği çok daha iyi anlaşılmış olduğundan, sadece farklı karbon oranlarına dayanan yoğruk örüntü kavramı büyük ölçüde ve haklı olarak terkedilmiştir. Karbon dağılımıyla ilgili olarak açıkça ortaya konmuş ilkelere göre, yoğruk örüntüdeki kontrast oluşturan katmanlara yönelik yaklaşımın aynı kolaylıkla dağılmayan ve bu nedenle içinde bulundukları metalin özerkliğini daha fazla koruyan diğer alaşım elementlerine dayandırılması daha mantıklı olacaktır. Kullanılacak malzemeye -karbonun ötesinde- alaşımına bağlı olarak, farklı aşınma direnci seviyeleri veya içsel tokluğa sahip olan metallerle daha yüksek aşınma direncine sahip olanların birleştirilmesi açısından yaklaşıldığında, daha yüksek performans seviyelerine de ulaşılabilir. Tabii ki, bu işlemin estetik güzelliği de gözardı edilemez ve çoğu zaman en yüksek kontrastı elde etmek arzulanır. Asit uygulandığında daha koyu olacak çeliklerle, asite dayanarak daha parlak kalacak çelikler bir arada kullanılabilir. Gümüş gibi parlak katmanlar için, asite direnmede en önde gelen element nikeldir. Krom da grinin açık tonlarında süreklilik gösteren gölgeler oluşturacaktır, ancak nikelin parlaklığına ulaşmakta güçlük çekecektir. Her ne kadar modern alaşımlarda bulunması pek arzu edilmezse de, fosfor da asit uygulanmış çeliğin daha açık bir renk almasını sağlar. Koyu katmanlar içinse, basitçe yukarıda asite dayandığından bahsedilmiş olan elementleri içermeyen alaşımlar seçilebilir veya manganez gibi, nikel ve kromun yer almadığı bir alaşımda yeterince bulunduğunda siyaha yaklaşacak kadar koyu renkler verebilen elementler tercih edilebilir.

Karbonsuzlaşma ve kabuklanma: Şayet uygulanan işlemler aşırı karbonsuzlaşmaya ve bunun sonucu olarak da yumuşak yerciklere, ilk birkaç bilemede keskinliğini çabuk kaybetmeye ve hatta yamulmaya neden oluyorsa, bazı alaşımlar bu sorunu artırabilir veya azaltabilir. En uygun atmosfer koşulları sağlanamadığında, nikelce zengin çelikler daha fazla karbonsuzlaşma eğilimindedirler. Manganez veya krom seviyelerinin artırılmasıyla bu eğilim azaltılabilir. Sıcak dövmede, tüm çelikler oksit kabuklanma yapar; ancak bazı alaşımlar bu etkiyi diğerlerinden daha fazla artırır. Çalışmalarında yoğun olarak oyuklaşma sorunu yaşayan, yahut oluşan kabuklardan kurtulmakta zorluk çeken bir usta, kullandığı alaşımdaki nikel içeriğini gözden geçirmelidir; zira bu element, malzemeden kolayca ayrılmayan bir oksitlenmeye neden olur. Öte yandan, düşük alaşımlı çeliklerin ve molibden içerenlerin, dövme esnasında kendiliğinden dökülerek temizlenen küçük kabuklanmalara yol açtıkları bilinmektedir.

Normalleştirme: Bu işlemde karşılaşılan problemlerden sertleşme, tane irileşmesi, karbonsuzlaşma ve kabuklanma, uygun alaşım seçimiyle azaltılabilir. Normalleştirme işlemi ile yumuşak ve üzerinde çalışılabilir bir çelik elde etmek isteyenler, %1.0’den daha fazla krom, molibden, manganez veya daha yüksek seviyede tungsten içerenlerle, bu elementlerin daha düşük oranlardaki herhangi bir kombinasyonunu içeren alaşımlardan uzak durmalıdırlar. Öte yandan, vanadyum veya kromun avantajlarından yararlanmayan basit çelikler, normalizasyon esnasında kolaylıkla aşırı ısınmaya maruz kalabilir ve bu da tane büyümesine yol açar.

Tavlama: Eldeki araç-gerecin yüksek alaşımlı çeliklerin ihtiyaçlarına cevap vermedeki yeterliliği, bu işlemde daha belirgin olarak ortaya çıkar. Burada kılıç ustaları tarafından kullanılan en yaygın yöntemler basit yavaş soğutma yöntemleridir ve çeliğin ısıtıldıktan sonra yalıtkan bir madde ile kaplanması veya soğumakta olan bir ocağa yerleştirilmesi şeklinde uygulanır. Bu yöntemler sadece en basit yapıdaki ve %0.8’den daha az karbon içeren alaşımlarda kullanılmalıdır. Daha yüksek karbonlu çeliklerin ısıtıldıktan sonra yavaşça soğutulması, geri döndürülmesi çok zor bir gevrekleşmeye yol açabilir. Alaşımca zenginlik veya %0.8’den fazla karbon içeriği, eşısıl tavlamaya imkan sağlayan araçlar kullanılmadığı takdirde, sonraki talaşlı çalışmaları fazlasıyla güçleştirecektir.

Sertleşmede yamulma ve kırılma: Bu konuda öncelikli olarak ele alınması gereken nokta, su vermede kullanılan maddenin uygun olup olmadığıdır; şayet bunda bir sorun yoksa, o zaman bazı alaşım kombinasyonları incelenebilir. Yüksek karbon içeriği, yamulma ve kırılmanın önüne geçebilmek için ısıtma ve tavlamada daha büyük bir hassasiyet ve beceri gerektirir. Yüksek manganez seviyeleri de, hem işlem üzerindeki etkileri, hem de malzemenin içerisindeki miktarının artmasını gerektirmiş olan diğer olası nedenlerden ötürü, bu sorunlarla ilişkili olabilir. Öte yandan, nikel ve silikon ısıl işlemde karşılaşılan yamulma ve kırılmaları azaltmaya yardımcı olur.

Sertleştirme için ısıtma: Ötektoit seviyesinde karbon içeren basit çelikler, ısıtılarak sertleştirmeye hazırlanması en kolay olanlardır. İçerdikleri manganez genellikle bu işlem açısından bir engel oluşturmaz; dikkat etmemiz gereken nokta, uğraşacağımız karbon miktarıdır. %0.77’den az karbonlu çelikler, bu kısıtlı karbonun büyük miktardaki serbest demir içerisinde düzgün bir dağılım gösterebilmesi için daha yüksek ısıya ihtiyaç duyarlar. %0.85’den fazla karbon içeren çelikler ise, demirin gereksiz karbonla aşırı yüklenmesini önlemek için daha hassas sıcaklık kontrolü ile daha uzun süreli bir işlem gerektirirler. %0.77 ile %0.85 aralığındaki seçeneklerde, çeliği basitçe ısıtıp su vermeye geçebiliriz; dolayısıyla, bu aralıkta karbon oranına sahip basit karbon çelikleri, yeni başlayanlar veya sadece en basit araç-gereci kullanarak çalışmayı tercih edenler için en uygun seçeneği oluştururlar.

Alaşım çelikleri, işleri bu kolaycı yaklaşımın kapsamından çıkaracak kadar karmaşık bir hale getirebilir. Su verme için yapılacak ısıtmanın başarılı olabilmesi için her bir elementin etkileri yönünden ayrı ayrı değerlendirilmesi gerekebilir. Sertleştirme için ocakta ısıtma yapılacaksa, %1.0’in üzerindeki oranlara sahip her elemente dikkat edilmelidir. Krom ve molibden gibi elementler %1.0’in altındaki oranlarda bile doğru çözeltinin elde edilebilmesi için gereken sıcaklık ve sürede büyük bir artışa neden olacaktır. %0.5’in üzerindeki seviyelerde tungsten ve vanadyum elementleri karbonu öylesine bloke ederler ki, doğru sertleştirme için gerekli olan sıcaklık ve süreleri ocakta çıplak gözle değerlendirebilme imkanı kalmayabilir. Uygulanabilir sayılabilecek kadar kısa sürelerde gerekli ısıyı elde edebileceğimiz sıcaklıklarda ise, çok küçük sapmalar bile kolaylıkla tane büyümesine neden olabilir. Yine de bu, sözkonusu elementleri daha düşük derişimlerde içeren alaşımlarla gayet tatmin edici sonuçlara ulaşılamayacağı anlamına gelmez.

Su ile su verme: Günümüz çeliklerinin büyük çoğunluğu, kasıtlı olarak su bazlı sıvıların zorlayıcı soğutma eylemi olmadan da tam olarak sertleşebilecek ve suyun soğutmakta yetersiz kalacağı kadar kalın kesitlerde bile tam bir sertliğe imkan verebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu denkleme suyun gerilimini geri getirmenin sonuçları, yamulma ve kırılma açısından birer felaket olabilir. Çeliği daha az demlendirerek, işleme katılan karbon miktarı azaltılıp en yüksek sertlik seviyesi düşürülebilir; tabii bu da aslında alaşımın yüksek potansiyelinden yararlanmak yerine ondan kaçınmanın bir örneğidir. Bu işlem için en uygun seçenekler, su vermede genellikle suyun kullanıldığı dönemlerde yaygın olan metallerle en fazla benzeşenlerdir. Karbon ve demirin dışında, seçeneklerden çıkarılan her elementle başarı oranı artacaktır. Sertleşebilirliğe etki etmeyen vanadyum, nikel veya silikon gibi bazı elementler, düşük miktarlarda ve kendi başlarınayken yine de yararlı olabilirler, ancak birden fazla elementin bir arada bulunmasının yol açabileceği sinerjik etkilere dikkat etmek gerekir.

Yağ ile su verme: Su vermede kullanılan yağların birçoğu, görece basit alaşımların kalın olmayan kesitlerinin dışındaki kullanımlar için fazlasıyla yavaş kalabilir. Bu durum, kalın kesitli basit çeliklere yönelik tercihlerde su ile en hızlı yağlar arasında rahatsız edici bir boşluk bırakır. Yine de, en basit modern çeliklerde bile sertleşmeye yardımcı olacak yeteri kadar manganez bulunduğundan, 5mm’nin altındaki kesitlerin sertleşmesinde bir sorun olmayacaktır. Çoğu yağla endişeden uzak bir sertleştirme yapabilmek, alaşımda bazı elementlerin yardımını gerektirir. Manganezin sağlayabileceğinden daha büyük bir kazanım, daha az bir yan etkiyle, krom tarafından sağlanabilir. Öte yandan, tungsten ve molibden de bu etkileri artıracaktır. Nikel, kendi başınayken sertleşmeye çok az bir kazanç sağlar; ancak kromla veya diğer elementlerle bir araya geldiğinde, çeliği neredeyse havada bile sertleşebilecek hale getirir.

Ayrımcı ısıl işlem: Japon kılıçlarında görülenler gibi, sınırları belirli sertleştirilmiş ve sertleştirilmemiş çelik bölgeleri elde etmek isteyen ustalar, düşük sertleşebilirliği tercih etmelidir. Sertleşebilirlik üzerindeki güçlü etkisinden dolayı, kromdan tümüyle uzak durulmalıdır. Bir krom çeliğinde ayrımcı sertleşme elde etmeye çalışıldığında, çeliğin kil ile biçimlendirilen sertleşme hattını görmezden geldiği farkedilecektir. Bu işlemin aleyhinde çalışacak diğer elementler ise, molibden ve tungstendir. %0.5’den daha az miktardaki vanadyum, taneleri küçük tutarak ve sertleşme bölgesinin sınırlarını etkileyerek ustaya yardımcı olur. %0.5 ile %0.8 arasında karbon içeren çelikler de zorlayıcı su verme işlemlerine ve farklı genişleme hızlarına daha iyi cevap verecektir. Daha önce de bahsedildiği gibi, neredeyse bütün modern çeliklerin manganez içeriyor olması, çağdaş ustaların işlerini eski zamanlardaki meslektaşlarından farklı yapmalarını gerektirmektedir. Bu nedenle, eski yöntemlerle ortaya çıkmış olan eserlerin yüksek hassasiyette benzerlerini yapmak isteyenler, önce kendi basit demir-karbon metallerini üretmeli veya tedarik etmelidirler.

Yaptıkları işin öncü doğası gereği, geçmişin ustaları günümüzün ortalama metal işleyicisinin sahip olduklarının ötesine geçen kişisel beceriler geliştirmek zorundaydı; buna karşılık seçenekleri çok daha basit ve sınırlıydı. Modern kılıç ustalarının elinin altında, eski çağlardaki meslektaşlarını kıskançlıktan çatlatabilecek bir seçenek bolluğu ve çelik verimliliği bulunmaktadır. Ancak bu durumdan tam olarak yararlanabilmek için, kullanılacak tekniklerle yöntemler de aynı çerçevede tutulmalıdır. 21. yüzyılda, 21. yüzyıl için kılıçlar yapmak, daha modern bir yaklaşım gerektirebilir ve bizler eski geleneklerimizle modern malzemeleri ne şekilde bir araya getirdiğimize bağlı olarak, işimizi oldukça kolaylaştırabilir veya çok daha zorlaştırabiliriz.

Her Hakkı Saklıdır © 2007- cebehane.com