Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz Çelik Nedir?

Metalürjide paslanmaz çelikler, minimum %10,5 krom elementi içeren bir demir-karbon alaşımı olarak tarif edilir. Krom elementi aşağıdaki şekilde de görüldüğü üzere çeliği paslanmaya karşı koruyan temel bileşendir. İsmini bu çeliklerin, diğer çelikler gibi lekelenmemesi, korozyona uğramaması ve paslanmamasından almaktadır.

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

Paslanmaz çelikler 5 ana grupta toplanırlar:

  1. Ferritik
  2. Martenzitik
  3. Ostenitik
  4. Ferritik-Ostenitik (dubleks)
  5. Çökeltme sertleşmesi uygulanabilen alaşımlar

A- Ferritik Paslanmaz Çelikler

Düşük karbonlu ve %12 – 18 krom içeren paslanmaz çeliklerdir.

Başlıca Özellikleri:

  • Orta ila iyi derecede olan korozyon dayanımı, krom miktarının artması ile iyileşir.
  • Isıl işlemle dayanım artırılamaz ve sadece tavlanmış durumda kullanılır.
  • Manyetiktirler.
  • Kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür.
  • Ostenitik çelikler kadar kolay şekillendirilemezler.

B- Martenzitik Paslanmaz Çelikler

Karbon miktarı % 0,1 den fazla olan çelikler yüksek sıcaklıklarda ostenitik içyapıya sahiptirler. Ostenitleme sıcaklığı çeliğin türüne göre 950-1050˚C arasındadır. Bu sıcaklıklarda tutulan çeliğe su verilirse martenzitik bir içyapı elde edilir. Bu şekilde elde edilen yüksek sertlik ve mekanik dayanım, karbon yüzdesi ile birlikte artar.

Başlıca Özellikleri:

  • Orta derecede korozyon dayanımına sahiptirler.
  • Isıl işlem uygulanabilir, böylece yüksek dayanım ve sertlikler elde edilebilir.
  • Kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür.
  • Manyetiktirler.

C- Ostenitik Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz çeliğin bileşiminde yeterince nikel bulunursa, içyapısı oda sıcaklığında dahi ostenitik olur. Ostenitik çeliklerin temel bileşimi %18 krom ve %8 nikeldir. Ostenitik paslanmaz çelikler, biçimlendirme, mekanik özellikler ve korozyon dayanımı bakımından çok uygun bir kombinasyon sunarlar. Süneklikleri, toklukları ve biçimlendirilme kabiliyetleri düşük sıcaklıklarda bile mükemmeldir.

Manyetik olmayan bu çeliklere, ostenitik içyapıları dönüşüm göstermediği için normalleştirme veya sertleştirme ısıl işlemleri uygulanmaz, mekanik dayanımları ancak soğuk şekillendirme ile artırılabilir. Toplam paslanmaz çelik üretimi içinde ostenitik çeliklerin payı % 70’tir ve aralarında en çok kullanılan 304 kalitedir.

Başlıca Özellikleri:

  • Mükemmel korozyon dayanımına sahiptirler.
  • Kaynak edilebilme kabiliyetleri mükemmeldir.
  • Sünek olduklarından kolay şekillendirilebilirler.
  • Hijyeniktirler, temizliği ve bakımı kolaydır.
  • Yüksek sıcaklıklarda iyi mekanik özelliklere sahiptirler.
  • Düşük sıcaklıklarda mekanik özellikleri mükemmeldir.
  • Manyetik değildirler.(tavlanmış halde)
  • Dayanımları sadece pekleşme ile artırılabilir.

D- Ferritik-Ostenitik (Dubleks) Paslanmaz Çelikler

Yüksek oranda krom (%18-28) ve orta miktarda nikel (%4,5-8) içeren çeliklerdir. Nikel miktarı en çok %8 olup, bütün içyapının ostenitik olması için yetersizdir. Ferrit ve ostenit fazlarından oluşan içyapı nedeniyle çelikler dubleks olarak adlandırılır.

Dubleks çeliklerin çoğunluğu %2,5-4 molibden içerir. Bunlar hem iyi mukavemet hem de iyi süneklik özelliklerini birlikte sağlarlar. Ayrıca korozif ortamlarda dahi çok uygun yorulma dayanımları vardır. Tavsiyelere dikkat ederek uygulanması halinde kaynak yapılması kolaydır. Genellikle kimyasal aparat imalatında, artma tesislerinde ve deniz veya off-shore teknolojisinde kullanılır.

Başlıca Özellikleri:

  • Gerilmeli korozyona karşı yüksek dayanıklılığa sahiptirler.
  • Klor iyonunun bulunmadığı ortamlarda daha yüksek korozif dayanım gösterirler.
  • Ostenitik ve ferritik çeliklerden daha yüksek mekanik dayanım sağlarlar.
  • İyi kaynak edilebilirlik ve şekil alma kabiliyeti vardır.

E- Çökelme sertleşmesi (Yaşlandırma) Uygulanabilir Paslanmaz Çelikler

Bunların ana içyapıları ostenitik, yarı ostenitik veya martenzitik olabilir. Çökelme olayını gerçekleştirebilmek için bazen önce soğuk şekil vermek gerekebilir. Çökelti oluşumu için alüminyum, titanyum, niyobyum ve bakır elementleri ile alaşımlama yapılır. Bu sayede mukavemetleri 1700 MP’a kadar çıkan paslanmaz çelikler elde edilebilir. Piyasada çözme tavı görmüş halde satılır; Malzeme bu durumda yumuşak olup, imalat işlemleri uygulanabilir ve daha sonra tek kademeli bir düşük sıcaklık yaşlandırması ile sertleştirilebilir.

Başlıca Özellikleri:

  • Orta ila iyi derecede korozyon dayanımı vardır.
  • Çok yüksek mekanik dayanım gösterirler.
  • Kaynak edilebilme kabiliyetleri iyidir.
  • Manyetiktirler.

Genel yapı çelikleri

İbrahim KÜÇÜK hakkında 19 makale
Makine Mühendisi

İlk yorum yapan olun