Paslanmaz çelik nedir? Neden paslanmaz?
Metalürji mühendisi Harry Brearly, 1913 yılında silah namlusu geliştirme projesi üzerinde çalıştığı sırada karbon çeliğe krom eklemenin çeliğin dayanıklılığını arttırdığını keşfeder. Paslanmaz çelik, demire ek olarak krom, nikel, titanyum, niyobyum ve molibden gibi elementler de içerir. Paslanmaz çeliğin yapısında bulunan krom, nikel, molibden, niyobyum paslanmaya karşı direnci arttırır. Çeliğin paslanmaya karşı olan direnci ve diğer çeliklere göre daha az paslanması, minimum %12 krom ilavesi ile mümkün olur.
Çeliğin içinde bulunan krom, atmosferdeki hava ile birleşerek ince ve görünmeyen bir krom oksit tabakası oluşturur. Buna pasif film tabakası denir. Krom atomları ve oksitleri birbirlerine çok benzerler. Bundan dolayı metalin üzerinde birkaç atom kalınlığında, istikrarlı bir tabaka oluşturarak düzenli bir şekilde bir araya gelirler. Eğer metal çizilerek veya kesilerek pasif film tabaka zarar görürse, daha fazla oksit hızlı bir şekilde değişerek zarar görmüş yüzeyi oksitlenmeden korur ve düzeltir.
Pasif film tabakası, kendisini yenilemek için oksijene ihtiyaç duyar. Paslanmaz çelik, düşük oksijenli ve düşük sirkülasyonlu ortamlarda, zayıf korozyon direncine sahiptir. Deniz suyunda bulunan tuzdaki klorl hücum ederek, düşük oksijen ortamında düzelebilecek durumda olan pasif film tabakasını daha hızlı yok eder.
Paslanmaz çelik çeşitleri:
Paslanmaz çelikler mikro yapıları ve kristal evrelerine göre gruplandırılırlar.
Ostenitik paslanmaz çelikler:
Dış merkezli kübik kristal olan ostent; ostenitik çeliklerin ana aşamasıdır. Bunlar demir etrafında yapılanan nikel, krom, magnezyum ve nitrojen içeren paslanmaz çelik metal alaşımlardır. Soğuma esnasında faz değişimi olmadığından sertleşmezler. Ostenitik paslanmaz çeliğin en önemli özelliği, diğer çelik türlerinde bulunan manyetik özelliğin olmamasıdır. 304 ve 316 kalite paslanmaz çelikler bunların içinde en yoğun olarak kullanılanlardır. Gıda, kimya, tekstil, petrokimya ve eczacılık gibi pek çok uygulama alanları vardır.
Ferritik paslanmaz çelikler :
Gövde merkezli kübik kristal olan ferrit; ferritik çeliklerin ana aşamasıdır. Sertleştirilemeyen demir-krom alaşımlarıdır. 409 ve 430 kalite bu grupta yer alan en tipik ürünlerdir. %12 ile %16 arasında krom içeren ferritik paslanmaz çelikler ostenitik paslanmaz çeliklere göre daha az paslanmazlık özelliği gösterirler ve daha serttirler. Isıya maruz kaldıklarında sertleşmezler. Ostenitik paslanmaz çeliklere göre bir dezavantaj oluşturan manyetik özellikler gösterirler. Mutfak gereçleri, otomotiv sanayii, dekoratif uygulamalar genel kullanım alanlarıdır.
Martenzitik paslanmaz çelikler :
%16’dan daha az krom içeren martenzitik paslanmaz çelikler manyetiktirler ve kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür. Martenzitik paslanmaz çelikler %0,3 civarında karbon içerirler. Yüksek karbon miktarı sayesinde ısıl işleme tabi tutularak sertleştirilebilirler. Mukavemet açısından diğerlerine göre daha iyi özellikler göstermelerine rağmen paslanmazlık özelliği en düşük olanıdır. 420 kalite paslanmaz çelik bu gruba dâhildir. Kullanım yerleri bıçaklar, ameliyat aletleri, pimler, miller vs.
Dubleks paslanmaz çelikler (Ostenitik – Ferritik) :
Dubleks paslanmaz çelikler olarak adlandırılan bu grup paslanmaz çelikler; tipik olarak %22 krom, %5,5 nikel, %3 molibden ve %0,02 civarında karbon içerirler ve optimum korozyon direnci sağlarlar. Ostenitik ve ferritik paslanmaz çelik özelliklerinin her ikisini de bir arada bulundururlar. Dubleks paslanmaz çelikler iyi derecede mekanik ve korozyon özelliklerinden dolayı ve kaynak kabiliyetlerinin iyi olmasından dolayı deniz suyu ve tuzlu su ortamları, ısı değiştiriciler, basınçlı kaplar, kimya endüstrisi ve petrokimya tesisleri genel kullanım alanlarıdır.