PASLANMAZ ÇELİKLER

Paslanmaz çelikler içerdikleri yüksek oranda Krom (Cr) sayesinde değişik atmosferik koşulların, çeşitli kimyasal ortamların, yüksek veya düşük sıcaklığın ve sıcaklık değişimlerinin neden olduğu korozif etkiye dayanıklı çeliklerdir.

EN 10088-1’e göre Krom (Cr) içeriği min. 10,5 % olan çelikler paslanmaz çelik olarak ifade edilmiştir.

Paslanmaz çeliklere paslanmazlık özelliğini kazandıran ana element Krom (Cr)’ dur. Krom (Cr) elementinin oksitlenme standart serbest enerjisi Demir’e (Fe) göre daha küçüktür. Yani aynı ortamda Demir’e (Fe) göre daha tercihli olarak oksitlenme özelliğine sahiptir. Ancak bu metalin yüzeyinde oluşan oksitler daha yoğun ve ana metalle oldukça kuvvetli bağlı haldedir. Bu durumdaki oksit filmleri metal yüzeyinde oluşturdukları pasif film sayesinde ana metali daha fazla oksitlenmeden koruyan bir zırh görevi görmektedir.

Nikel (Ni) elementinin çeliği oda sıcaklığında bile ostenitik fazda tutabilme özelliği paslanmaz çeliklere çok değişik uygulama alanları sunmaktadır. Krom (Cr) ve Nikel (Ni) dışında paslanmaz çeliklere ilave edilen, Bakır (Cu), Molibden (Mo), Titanyum (Ti), Aluminyum (Al), Niobyum (Nb) gibi alaşım elementleri korozyon dayanımı, işlenebilirlik ve mukavemet açısından üstün özellikler kazandırırlar.

Paslanmaz çelikler yapılarına göre genel olarak beş grupta sınıflandırılırlar.

• Ferritik Paslanmaz Çelikler
• Martensitik Paslanmaz Çelikler
• Ostenitik Paslanmaz Çelikler
• Duplex Paslanmaz Çelikler
• Çökelme Sertleştirmesi Uygulanabilir Paslanmaz Çelikler

Ferritik Paslanmaz Çelikler

%12 ve üzerinde Krom (Cr) içeren paslanmaz çeliklerdir. Bu gruptaki çelikler çokça karşılaşılan klorür kaynaklı korozyon çatlakları, oksitleyici sulu çözelti ortamları, yüksek sıcaklık korozyonu, klorür ortamındaki oyukçuklanma ve çatlak korozyonu gibi korozyon türlerine karşı dayanıklı olmaları nedeniyle kullanışlıdırlar. Bu çeliklere ilave edilecek olan Molibden (Mo) oyukçuklanma korozyonuna karşı direnci artırırken, Silisyum (Si) ve Aluminyum (Al) ise yüksek sıcaklık oksidasyonuna karşı direnci artırır. Ferritik paslanmaz çeliklerin atmosferik ortamdaki korozyon dayanımları mükemmeldir. Nitrik asit gibi kuvvetli oksitleyici ortamlarda yüksek dayanıklılık gösterirler. Organik asitler ortamında kullanıldıklarında bütün Ferritik Çelikler, Ostenitiklere göre üstündürler. Fakat redükleyici ortamlarda genel korozyon dayanımı açısından Ostenitik Paslanmaz Çelikler daha üstün dayanım gösterirler. Mıknatıslanma özelliği gösterirler.

Martensitik Paslanmaz Çelikler

%10,5-18,0 arasında Krom (Cr) içerirler. Ancak bu gruptaki çeliklerde karbon oranı Ferritik Paslanmaz Çeliklere göre daha yüksektir. Yüksek karbon oranı sayesinde ısıl işlemle sertleştirilebilirler. Martensitik Paslanmaz Çelikler sertleştirilmiş halde iken gerilmiş hacim merkezli küp yapısında bulunurlar ve sertleştirme işlemi sonucunda çok yüksek sertlik değerlerine ulaşabilirler. Korozyon dayanımları diğer gruptaki çeliklere nazaran daha zayıftır. Korozyon dayanımının hafif olmasının yeterli olduğu durumlarda, genelde temiz su ortamında kullanılırlar. Ferromanyetik özellik gösterirler.

Ostenitik Paslanmaz Çelikler

% 18-30 Krom (Cr) ve  % 8-20 Nikel (Ni) içerirler. İçerdikleri yüksek oranda Nikel (Ni) sayesinde  ve Ni-Fe denge diyagramı gereği Nikel’in oda sıcaklığında kararlı fazda bulunması dolayısıyla mıknatıslanma özellikleri yoktur. Bu özelliği ostenitik paslanmaz çeliklere farklı bir kullanım alanı sağlar. Çok düşük karbon içeriği dolayısıyla ısıl işlemle sertleştirilemezler sadece deformasyon sertleşmesi ile sertleştirilebilirler. Yüksek Krom (Cr) içeriği atmosferik ortamlarda mükemmel korozyon dayanımı sağlarken, sadece bu Krom içeriği ile oksitleyiciliği çok yüksek olan hidroklorik asit veya sülfürik asit çözeltilerinde (çok düşük konsantrasyonlar hariç) kullanılmaları zordur. Ostenitik Paslanmaz Çeliklerin bu alanlarda geniş bir yelpazede kullanılmalarını sağlayan element Nikel (Ni)’dir. Diğer asit ortamlarına karşı dayanımları çeliğe ilave edilen Molibden (Mo) ve Bakır (Cu) sayesinde daha da iyileşir. Düşük ve yüksek sıcaklık ortamlarında geniş kullanım alanlarına sahiptirler.

Duplex Paslanmaz Çelikler

Bazı uygulama alanlarında korozyon dayanımının yanı sıra mukavemetin (özellikle akma mukavemeti) de yüksek olmasının istendiği durumlarda iki fazlı (ostenit+ferrit) Duplex Paslanmaz Çelikler de kullanılabilmektedir. Bu çeliklerde Ostenit ve Ferrit fazlarının  yüzde oranı kimyasal kompozisyona ve ısıl işleme bağlıdır. Tavlanmış durumda bütün Duplex Paslanmaz Çelikler eşit oranda ostenit ve ferrit içerirler. Korozyon dayanımları Ostenitik Paslanmaz Çeliklerinkiyle benzer özellik gösterir. Sadece basınç kaynaklı korozyon çatlaklarına karşı Ostenitik Paslanmaz Çeliklere oranla daha üstündürler. Akma ve çekme mukavemetleri Ostenitik Paslanmaz Çeliklere oranla daha yüksek olmasına rağmen tokluk değerleri daha düşüktür.

Çökelme Sertleştirmesi Uygulanabilir Paslanmaz Çelikler

Krom-Nikel alaşımlı çeliklerdir. Sadece korozyon dayanımının değil aynı zamanda tokluk ve mukavemetin de önemli olduğu durumlarda tercih edilirler. Tavlanmış durumda ostenitik veya martensitik yapıda bulunabilirler. Çoğu zaman martensitik yapının çökelme sertleştirilmesiyle yüksek mukavemete ulaşılır.