Paslanmaz Çelik

Paslanmaz Çelik Nedir? 

Metalürjide paslanmaz çelik, minimum %10,5 krom elementi içeren bir demir-karbon alaşımı olarak tarif edilir. Krom elementi aÅŸağıdaki ÅŸekilde de görüldüÄŸü üzere çeliÄŸi paslanmaya karşı koruyan temel bileÅŸendir. Ä°smini bu çeliklerin, diÄŸer çelikler gibi lekelenmemesi, korozyona uÄŸramaması ve paslanmamasından almaktadır.

Bu malzeme aynı zamanda, alaşım tipi ve kaliteleriyle detaylandırılmamış ÅŸekliyle, özellikle havacılık endüstrisinde korozyon dayanımlı çelik olarak da adlandırılır. Günümüzde, ürünün ömrü boyunca uygulandığı zorlu çevre ÅŸartlarında problemsiz bir ÅŸekilde çalışan birçok farklı ve kolayca ulaşılabilecek kalitelerde ve yüzey özelliklerinde paslanmaz çeliklere ulaÅŸmak çok kolaydır. Normal günlük yaÅŸamımızda dahi her an çatal-bıçaklardan saatlere kadar bu ürünlerin çok geniÅŸ bir ÅŸekilde kullanıldığını görürüz.

Paslanmaz çelik birçok doÄŸal ve insan yapımı ortamda, korozyona ve oksitlenmeye karşı yüksek bir dirence sahiptir. Fakat her bir özel uygulama için doÄŸru kalite ve tipteki paslanmaz çeliÄŸin seçilmesi çok büyük önem taşır. Kalite seçiminde ilk adım, tasarım aÅŸamasında paslanmaz çeliÄŸin maruz kalacağı olası ve var olan tüm çalışma ÅŸartlarının detaylı bir ÅŸekilde analiz edilip, tanımlanmasıyla baÅŸlar. 

Normal oda sıcaklığında ve hava ÅŸartlarında yüksek oksitlenme direnci, minimum %13 (ağırlık olarak), çok sert ve zor çevre ÅŸartlarında %30 'a kadar krom ilavesiyle baÅŸarılır. Paslanmaz çelikteki krom elementi oksijene maruz kaldığı zaman (normal atmosferde bulunan oksijen kastedilmektedir) hemen krom-oksit (Cr2O3) pasivasyon tabakası oluÅŸturur.  Bu katman gözle görülemeyecek kadar incedir ve ürünü oluÅŸturan metale (paslanmaz çeliÄŸin) su veya herhangi bir gaz, oksijen nüfuzunu tamamen engelleyerek, örttüÄŸü metali korur. Ayrıca, bu katmanın herhangi bir nedenle yırtılması, açılması veya çizilmesi durumunda oluÅŸacak açıklık, çok hızlı bir ÅŸekilde katmanın kendisini yenilemesiyle tekrardan oluÅŸur.  Bu olaya pasivasyon adı verilir ve titanyum gibi bazı diÄŸer metallerde de görülür. 

DiÄŸer düÅŸük oranlarda kullanılan molibden ve vanadyum elementleri gibi nikel elementi de pasivasyon özelliÄŸine katkı saÄŸlar. 

Paslanmaz çeliÄŸin korozyona ve lekelenmeye karşı olan direnci, onu ticari olarak geniÅŸ bir uygulama alanında, düÅŸük bakım maliyeti, diÄŸerleriyle karşılaÅŸtırıldığında daha ucuz olması ve göz alıcı bir görünüme sahip olması nedeniyle ideal ve vazgeçilmez bir malzeme kılar. Toplamda 150 'nin üzerinde paslanmaz çelik kalitesi olmasına raÄŸmen, bunlar arasında 15 tanesi çok kullanılan ve piyasada çok tanınan paslanmaz çeliklerdir. 

Paslanmaz çelikler, akrabaları olan diÄŸer çelikler gibi yassı ürün, plaka, çubuk, tel, boru, ÅŸekilli uzun ürünler ve döküm parçaları gibi birçok ÅŸekilde soÄŸuk ve sıcak haddeleme yöntemleri ile üretilirler. Gıda endüstrisinde,  tıpta, cerrahi donanımlarda, endüstriyel donanımlarda, otomotivde, beyaz eÅŸyada, yapılarda ve yapı elemanlarında, binalarda vb. gibi birçok alanda geniÅŸ bir ÅŸekilde kullanılmaktadır. Paslanmaz çeliklerin kullanıldığı alanlardan biri de günlük yaÅŸamımızda yanımızdan hiç ayırmadığımız mücevher ve saat gibi ürünlerdir. Mücevherlerde kullanılan en yaygın kalite 316L 'dir. Paslanmaz çelik gümüÅŸ gibi zamanla oksitlenme ve kararma yapmaz. Ayrıca paslanmaz çeliÄŸin yoÄŸunluÄŸu gümüÅŸe oranla biraz daha hafif olmasından dolayı tasarımcılara kolaylık saÄŸlar.

Paslanmaz çelik %100 geri dönüÅŸtürülebilirdir. Kullanılan paslanmaz çeliÄŸin %60 'ı ömrünü tamamlamış ürünlerden alınan paslanmaz çelikler ve üretim proseslerinin hurdaları gibi geri dönüÅŸtürülen malzemelerin tekrardan deÄŸerlendirilmesiyle üretilmektedir.

Paslanmaz Çelik ÇeÅŸitleri

Paslanmaz çeliÄŸin deÄŸiÅŸik çeÅŸitleri vardır. ÖrneÄŸin nikel ilave edildiÄŸinde demirin östenitik mikro yapısı istikrarlı hale gelir. Bu kristal yapı çeliÄŸi manyetik olmayan, düÅŸük sıcaklıklarda daha az kırılgan olan bir çelik haline getirir. Daha yüksek sertlik ve mukavemet için içerdiÄŸi karbon miktarı arttırılır. Isıl iÅŸlemlerle birlikte bu çelikler jilet, bıçak ve kesici uçlar gibi birçok üründe kullanılabilir. Mangan da birçok çelikte deÄŸiÅŸik oranlarda bulunur ve nikelin vermiÅŸ olduÄŸu östenitik yapının korunmasına, daha düÅŸük maliyetlerle yardımcı olur.

Paslanmaz çelikler kristal mikro yapılarına göre beÅŸ gurupta sınıflandırılırlar.

1.  Östenitik Paslanmaz Çelikler
2.  Ferritik Paslanmaz Çelikler
3.  Duplex Paslanmaz Çelikler
4.  Martensitik Paslanmaz Çelikler 
5.  Çökelmeyle SertleÅŸtirilmiÅŸ Paslanmaz Çelikler (PH)

1.  Östenitik Paslanmaz Çelikler

300 serisi veya östenitik paslanmaz çelikler dünya toplam paslanmaz çelik üretiminin yaklaşık %60 ‘ını oluÅŸtururlar. Maksimum %0,15 karbon, minimum %16 krom ve östenitik yapıyı çok düÅŸük sıcaklıklardan ergime sıcaklığına kadar kararlı kılmak amacıyla yeterli miktarda nikel ve/veya mangan içerirler.

En çok bilinen türü 18/8 (304 kalite) paslanmaz çelik olarak tanınan ve %18 krom, %8 nikel içeren çeliktir. AL-6XN ve 254SMO gibi “süperöstenitik” paslanmaz çelik olarak bilinen çelikler içerdikleri yüksek molibden (>%6) ve nitrojen ilaveleriyle ve yüksek nikelin gösterdiÄŸi yüksek stres korozyon direnci sayesinde çok etkin bir klorit çekirdeklenme ve çatlama korozyonu direnci gösterirler.

“Süperöstenitik” ‘lerin yüksek alaşım içerikleri maliyetlerinin de çok yükselmesine neden olur. Bu nedenle tamamen aynı olmamakla birlikte benzer bir performansı, daha düÅŸük maliyetle ferritik veya duplex paslanmaz çelik gruplarından da elde edilebileceÄŸi unutulmamalıdır. En yaygın olarak bilinen östenitik kaliteler 304 ve 316 ‘dır.

Östenitik paslanmaz çelikler manyetik deÄŸildirler ve ısıl iÅŸleme tabii tutulamazlar, süneklik özellikleri yüksektir, haddelemeyle sertleÅŸtirilebilirler ve mükemmel bir korozyon dayanımına, iÅŸlenebilirlik özelliÄŸine ve kaynaklanabilirlik özelliÄŸine sahiptirler. Yapıları FCC ‘dir

2.  Ferritik Paslanmaz Çelikler

Ferritik paslanmaz çelikler genelde nikel içermeyip yüksek krom içeren (%10,5 ile %30 arasında), molibden, titanyum vanadyum gibi karbür yapıcı ve ferritik yapıyı istikrarlı kılan alaşım elementleri içeren bir paslanmaz çelik gurubudur. 

Genelde içerdikleri yüksek krom oranı, ferritiklere çok yüksek bir korozyon direnci saÄŸlar. Daha çok yakın akrabaları olan karbon çeliklerin özelliklerine yakın mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olan ferritik paslanmaz çelikler, östenitiklerin tersine manyetiktirler, düÅŸük karbon içerikleri nedeniyle ısıl iÅŸleme tabii tutulamazlar ve kolayca haddelenebilirler. Bu tür çeliklere tek uygulanabilen ısıl iÅŸlem tavlama iÅŸlemidir.

Son zamanlarda alaşım elementlerinde, özellikle nikelde, yaÅŸanan aşırı fiyat yükseliÅŸi ve deÄŸiÅŸikliÄŸi, ferritiklerin geliÅŸtirilmesine hız kazandırmış olup, düÅŸük maliyetle östenitikler kadar korozyona dayanımlı yeni, geniÅŸ bir kullanım alanına sahip ve maliyeti çok daha düÅŸük ferritik kaliteler de geliÅŸtirilmiÅŸtir.

3.   Duplex Paslanmaz Çelikler

Mikro yapılarında genelde eÅŸit oranlarda ferrit ve östenit içeren bu çeliklerin korozyona karşı performansı içerdikleri alaşımlara göre farklılık göstermektedir.  

Duplex paslanmaz çelikler östenitik paslanmaz çeliklere göre daha yüksek bir mukavemete sahip olmakla birlikte, bölgesel korozyonlara karşı özellikle çekirdeklenme, çatlak ve stres korozyonuna karşı östenitiklerden daha iyi bir dayanıma sahiptirler. Duplex kaliteler de %19 - %28 arasında olan yüksek orandaki krom, %5 ‘e kadar bulunan molibden ve östenitiklere göre daha düÅŸük oranlarda olan nikel içerikleri sayesinde daha mukavimdirler. 

Duplex paslanmaz çeliklerin en önemli kısıtlayıcı özelliÄŸi yüksek sıcaklıklarda ve çok düÅŸük sıcaklıklarda kırılganlaÅŸmalarıdır. Özellikle 300 °C ‘nin üzerinde ve -50 °C ‘nin altında kısa bir süre dahi çalışılırsa, duplex çelikler kırılganlaşır ve tekrar tavlama ihtiyacı doÄŸar. En yaygın olarak bilinen duplex paslanmaz çelik kalitesi 2205 kalitedir.  Yapıları ferritik kısımları için BCC, östenitik kısımları için FCC ‘dir.

4.  Martensitik Paslanmaz Çelikler

Fakat içerdiÄŸi fazladan karbon ilavesi nedeniyle, karbon çelikleri gibi ısıl iÅŸlemle sertleÅŸtirilip, mukavemeti artırılabilir. Temel alaşım elementleri: %12 ile %15 arası krom, %0,2 ile %1,0 arası molibden ve %0,1 ile %1,2 arasında karbon ‘dur. Birkaç martensitik kalite haricinde içeriÄŸinde nikel bulunmaz. 

AÅŸağıda bir mikro yapı örneÄŸi görülen martensitik paslanmaz çelikler manyetiktirler. Artan karbon oranına baÄŸlı olarak,    sertleÅŸtirilebilirlikleri ve mukavemetleri artarken, toklukları ve süneklikleri azalır. Yüksek karbon oranına ve diÄŸer alaşım elementlerine baÄŸlı olarak,  60 HRC ‘ye kadar ısıl iÅŸlemle sertleÅŸtirilebilirler. MeneviÅŸleme veya temperleme olarak adlandırılan ısıl iÅŸlem sonrası stres giderme iÅŸleminden sonra, en uygun korozyon dayanımına ulaşılır.

Martensitik kalitelerin, ferritik ve östenitik kalitelerle karşılaÅŸtırıldığında korozyona dayanım özelliÄŸi biraz düÅŸüktür. Ä°ÅŸlenebilirlik ve ÅŸekillenebilirlik özellikleri yüksektir.  Ä°çerdikleri alaşım elementlerine ve oranlarına baÄŸlı olarak yapılarında az miktarda kalan-östenit yapı olabilir.  

Martensitik çelikler, özellikle mukavemetin ve mekanik aşınmaya karşı direncin korozyona karşı dirençle birlikte istendiÄŸi alanlarda çok baÅŸarıyla uygulanabilir. Takım çeliÄŸi olarak da kullanılır. Uygulama alanı çok geniÅŸtir. Yapıları BCT ‘dir.

Martensitik paslanmaz çelikler, ferritik çeliklere benzeyen yapılarıyla, düÅŸük alaşım – yüksek mukavemetli çeliklere veya karbon çeliklerine benzerler. 

5.  Çökelmeyle SertleÅŸtirilmiÅŸ Paslanmaz Çelikler (PH)

“YaÅŸlandırmayla sertleÅŸtirilen paslanmaz çelikler” olarak da adlandırılan çökelmeyle sertleÅŸtirilmiÅŸ paslanmaz çelikler, temelde krom ve nikel içerip, martensitik ve östenitik kalitelerin arasında, her ikisinin de özelliklerini uygun bir ÅŸekilde yapısında birleÅŸtiren bir paslanmaz çelik türüdür.  

Martensitik paslanmaz çelikler gibi ısıl iÅŸlemle yüksek mukavemet kazanabildikleri gibi, östenitik kaliteler gibi de korozyon dayanımına sahiptirler. SertleÅŸtirme, bakır, alüminyum, titanyum, niobium ve molibden gibi alaşım elementlerinin bir veya bir kaçının ilavesiyle saÄŸlanır. Bu grupta en yaygın olarak bilinen kalite 17-4 PH ‘dır. Bu kalite ayrıca 630 olarak da tanınır. Adını %17 krom ve %4 nikel içeriÄŸinden alan bu kalite, %4 bakır ve %0,3 niobium da içerir. 
  
Çökeltiyle sertleÅŸtirilmiÅŸ paslanmaz çeliklerin bir avantajı da, bu malzemelerin mekanik olarak çalışılmaya, iÅŸlenmeye hazır bir ÅŸekilde,  “iÅŸlem görmüÅŸ çözelti” ÅŸartlarında da temin edilebilmesidir. Mekanik iÅŸleme veya üretim sonrasında, çok basitçe bir düÅŸük sıcaklık ısıl iÅŸlemi uygulanması yoluyla çeliÄŸin mukavemeti istenildiÄŸi gibi artırılabilir. Bu iÅŸlem düÅŸük sıcaklıkta yapıldığı için, üretilen veya uygulanılan malzemede sıcaklığa baÄŸlı bozulmalar veya çarpıklıklar oluÅŸmaz. 

Çökelmeyle sertleÅŸtirilen paslanmaz çelikler üç alt guruba ayrılır: Martensitik PH, yarı-östenitik PH ve östenitik PH. 
PH paslanmaz çelikler, alaşım oranına baÄŸlı olmakla birlikte östenitik 304 kalite kadar korozyon direncine sahip olabilir. Tavlanmış ÅŸekilde korozyon dayanımı çok düÅŸüktür. Bu nedenle ısıl iÅŸlemden önce kullanılmamalıdır. Yapıları da alt guruplarına göre BCT veya FCC veya her ikisi birden olabilir.

PaylaÅŸ :

+90262 502 21 35 - 37 - 38 info@makfen.com