Demir Çelik 

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,2 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 volfram gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşıyımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar (çözünen elementler, çökelti evresi) 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. Yüksek karbon içeren alaşımlar, düşük erime noktaları ve dökme kabiliyetleri nedeniyle dökme demir olarak bilinirler. Çelik ayrıca az miktarda karbon içeren fakat demir cüruflarını da kapsayan dövme demir olarak da ayırt edilir. İki ayırt edici faktör de çeliklerin pas önleyiciliklerini artırır ve daha iyi kaynaklanabilirlik sağlar. Modern çelik üretiminin başlıca aşamaları aşağıda belirtilmiştir.

Demir Üretimi

Öncelikle demir cevheri, kok kömürü ve kireç ergitme fırınına konulur. Ortaya çıkan dökme demir hala %4-4.5 civarı karbon ve diğer maddeleri içermektedir. Bu da yapının gevrek olmasına sebep olmaktadır.

Birincil Çelik Üretimi 

Bir yöntem, hurda çeliğin konvertörde dökme demire karıştırılmasıdır. Bu yöntemle yüksek sıcaklıklarda oksijen dışarı atılır. Bu da karbon oranını %0-1.5 arasına indirir. Diğer bir yöntemde ise alternatif olarak hurda çelik elektrik ark fırınından (1650 °C’ye çıkan sıcaklıklarda) beslenerek ergitilir ve yüksek kalite çeliğe dönüşür.

İkincil Çelik Üretimi

Bu aşamada yukarıda belirtilen yöntemlerle edilen çeliğin istenilen kimyasal bileşime kavuşması sağlanır. Bu bazı belirli elementleri sıcaklık ve üretim ortamı değişiklikleriyle ekleyerek veya çıkartarak gerçekleştirilir. İstenen çeliğin özelliklerine bağlı olarak, aşağıda listelenen işlemlerden birisi uygulanabilir:

• Karıştırma
• Potada ergitme
• Potada enjeksiyon
• Gaz alma
• Bazik Oksijen Fırını

Sürekli Döküm

Bu safhada ergimiş metal bir kalıp yardımıyla etrafı soğutulup kabuk oluşumuyla katılaşması sağlanır. Kabuk oluşunca, kılavuz merdanelerden geçerek tamamen soğutulur ve katılaştırılır. İstenilen uzunluklarda kesilerek, slab, plaka, profil vb. şeklinde üretilebilir.

Birincil Şekil Verme

Genelde malzeme haddeleme yöntemiyle şekillendirilir. Bu yöntemle döküm hataları azaltılarak istenilen şekil ve yüzey kalitesi elde edilebilir. Sıcak haddeleme ürünleri düz mamul, uzun mamul, dikişsiz boru ve özel ürünler olarak sınıflandırabilir.

Üretim, Fabrikasyon ve Son İşlem

Son olarak, ikincil şekil verme işlemleri ile çeliğe son şekli ve özellikleri verilir.