PASLANMAZ ÇELİK TÜRLERİ

Paslanmaz çelik, içinde birçok organik ve madeni agresif etkenlerin bulunduğu sulu ortamda korozyona mukavemet arzeden çeliklerdir. Atmosferik etkenlerin korozyonuna mukavemet, bunun özel bir durumudur. Paslanmaz çelik deyimi gazlı veya içinde ateşin bulunduğu ortamda yüksek sıcaklıkta korozyona dayanıklı çelikleri de kapsar.

Paslanmaz çelikler esas itibariyle demir, krom ve çoğu zaman da nikel içeren alaşımlar olup başlıca özelliklerini kroma borçludurlar. Çeliğin içerisindeki kromun koruyucu kabiliyeti, krom ile oksijen arasındaki affiniteden ileri gelmektedir. Kromun miktarı yeter derecede büyük olduğu zaman çeliğin yüzeyinde ince bir oksit tabakası meydana gelir. Bu oksit tabakası yüzeyi aktif olmayan bir hale getirir ve etkilere karşı korur. Korozyona karşı dayanıklılığın gerçekleşebilmesi için, yüzeyin oksijenle temas etmesi şarttır. Yüzeyi koruyan ve tabaka teşekkül eden madde kromoksittir. İçerdikleri diğer katkı elementlerine göre değişen ve tamamen östenitik ile tamamen ferritik özellikler aralığında sıralanan beş farklı çeşit paslanmaz çelik türü vardır.

Bunlar sırası ile ;

1. Östenitik Paslanmaz Çelikler
2. Ferritik Paslanmaz Çelikler
3. Martenzitik Paslanmaz Çelikler
4. Çift Fazlı ( Dubleks ) Paslanmaz Çelikler
5. Çökelme Yoluyla Sertleşebilen Paslanmaz Çelikler’dir.

Östenitik paslanmaz çelikler, 200 ve 300 serilerini içerirler ve 304 bunların içinde en yoğun olarak kullanılanıdır. Temel alaşım elementi krom ve nikeldir. Bu çelikler %12 ile %25 krom ve %8 ile %25 nikel içerirler. Nikel kuvvetli bir östenit yapıcı olduğundan, bu tip çeliklerde katılaşma esnasında östenit meydana gelir ve oda sıcaklığının altında dahi östenit devam eder. Soğuma esnasında faz değişimi olmadığından bunlar da sertleştirilemezler. Bu grup içerisinde en fazla tanınanı 18/8 çeliği diye adlandırılan %18 krom ve %8 nikel içeren tipidir. Bazı hallerde korozyon mukavemetini arttırmak amacıyla bir miktar da molibden ilave edilir.

Ferritik paslanmaz çelikler, sertleştirilemeyen demir-krom alaşımlarıdır. 405, 409, 430, 422 ve 446 bu grupta yer alan en tipik ürünlerdir. Bu grup çelikler %16’dan fazla krom ihtiva eder. Aynı zamanda %0,05 ile %0,25 karbon da ihtiva ederler. Bu çeliklerde katılaşma esnasında östenitin ferrite dönüşmesi yoktur. Ferrit doğrudan doğruya meydana gelir. Soğuma esnasında başka bir dönüşme meydana gelmez. Bu sebepten ötürü de bu çelikler normal olarak sertleştirilemezler.

Martenzitik paslanmaz çelikler %16’dan az krom ihtiva ederler ve çok düşük bir soğuma hızına sahiptirler. Bunlarda martenzit teşekkülü, çok yavaş bir soğuma halinde bile meydana gelir.

Çift fazlı ( dubleks ) paslanmaz çelikler, hemen hemen eşit miktarda östenit ve ferrit içeren bir mikro yapının oluşturulması ile elde edilirler. Bu çelikler tam olarak %24 krom ve %5 nikel içerirler. Numaralama sistemi 200, 300 veya 400 ile tanımlanan grupların hiçbirisine girmez.

Çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çelikler, alüminyum gibi katı çözeltiye girme ve yaşlandırma ( çökeltme ) ısıl işlemi ile çeliğe sertleşebilme olanağı sağlayan alaşım elementleri içerirler. Bu çelikler ayrıca; martenzitik, yarı östenitik ve östenitik tip çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çelikler olmak üzere alt gruplara ayrılırlar.

Paslanmaz çeliklerdeki alaşım elementleri ferrit oluşturucu ve östenit oluşturucu olmak üzere iki gruba ayrılırlar.

1.1. Ferrit Oluşturan Elementler

Krom : Ferrit oluşumunda etkili olur. Oksidasyon ve korozyon dayanımını yükseltir.

Molibden : Ferrit oluşumunda etkili olur. Yüksek sıcaklıklardaki dayanımı arttırır ve redükleyici ortamlarda korozyona karşı dayanım sağlar.

Niobyum, Titanyum : Taneler arası korozyon hassasiyetini azaltmak amacıyla, karbonla birleşerek karbür oluşturması amacıyla yapıya eklenir. Tane küçültücü etkisi vardır. Ferrit oluşumuna katkıda bulunur. Sürünme dayanımı sağlar, ancak sürünme sünekliğini azaltır.

Fosfor, Kükürt, Selenyum : İşlenebilme kabiliyetini yükseltir. Ancak kaynak sırasında sıcak çatlak oluşmasına neden olur. Korozyon direncini bir miktar azaltır. TIG kaynağı yönteminde nüfuziyeti arttırır.

1.2. Östenit Oluşturan Elementler

Karbon : Östenit oluşumuna kuvvetli etkide bulunur. Krom ile birlikte taneler arası korozyonda başrol oynayan karbürlerin oluşumuna neden olur.

Nikel : Östenit oluşumuna etkide bulunur. Yüksek sıcaklıktaki direnci, korozyona karşı dayanımı ve sünekliği arttırır.

Azot : Östenit oluşumuna çok kuvvetli etkide bulunur. Bu konuda çoğu zaman nikel kadar etkilidir. Özellikle krayojenik sıcaklıklardaki mukavemet değerlerini yükseltir.

Bakır : Paslanmaz çeliklere, bazı ortamlardaki korozyon dayanımlarını arttırmak amacıyla katılır. Gerilmeli korozyon çatlamasına karşı hassasiyeti azaltır ve yaşlanma yoluyla sertleşmeyi teşvik eder.

1.3. Nötr Elementler

Mangan : oda sıcaklığında ve oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda östenitin stabil ( kararlı ) olmasını sağlar. Ancak yüksek sıcaklıklarda ferrit ve manganez sülfat oluşturur.

Silisyum : Tufallenmeye karşı dayanımı yükseltir. Yapıda %1’den daha fazla olması durumunda ferrit ve sigma oluşumuna etki eder. Her tür paslanmaz çeliğe oksit giderme amacıyla düşük oranda eklenir. Akışkanlığı arttırır ve kaynak metalinin ana metali daha iyi ıslatmasını sağlar.