Paslanmaz çelik nedir?
'Paslanmaz', bu çeliklerin çatal bıçak uygulamalarına yönelik geliştirilmesinin ilk aşamalarında ortaya çıkan bir terimdir. Bu çelikler için genel bir isim olarak benimsenmiştir ve artık korozyona veya oksidasyona dirençli uygulamalara yönelik çok çeşitli çelik türlerini ve kalitelerini kapsamaktadır.
Paslanmaz çelikler minimum %10,5 krom içeren demir alaşımlarıdır. Yapılarını ve şekillendirilebilirlik, dayanıklılık ve kriyojenik tokluk gibi özelliklerini geliştirmek için başka alaşım elementleri eklenir.
Bu kristal yapı, bu tür çeliklerin manyetik olmamasını ve düşük sıcaklıklarda daha az kırılgan olmasını sağlar. Daha yüksek sertlik ve mukavemet için karbon eklenir. Bu çelikler yeterli ısıl işleme tabi tutulduğunda jilet, çatal bıçak takımı, alet vb. olarak kullanılır.
Birçok paslanmaz çelik bileşiminde önemli miktarlarda manganez kullanılmıştır. Manganez, nikel gibi çelikteki östenitik yapıyı korur, ancak maliyeti daha düşüktür.
Paslanmaz çelikteki ana elemanlar
Paslanmaz çelik veya korozyona dayanıklı çelik, çeşitli şekillerde bulunan bir tür metalik alaşımdır. Pratik ihtiyaçlarımıza o kadar iyi hizmet ediyor ki, hayatımızın herhangi bir alanında bu tür çeliği kullanmadığımız bir yer bulmak çok zor. Paslanmaz çeliğin ana bileşenleri şunlardır: demir, krom, karbon, nikel, molibden ve az miktarda diğer metaller.
Bunlar aşağıdaki gibi metalleri içerir:
- Nikel
- Molibden
- Titanyum
- Bakır
Metal olmayan eklemeler de yapılır; başlıcaları:
- Karbon
- Azot
KROM VE NİKEL:
Krom, paslanmaz çeliği paslanmaz yapan elementtir. Pasif filmin oluşturulmasında önemlidir. Diğer elementler, kromun filmin oluşturulması veya korunmasındaki etkinliğini etkileyebilir, ancak başka hiçbir element tek başına paslanmaz çeliğin özelliklerini oluşturamaz.
Yaklaşık %10,5 kromda zayıf bir film oluşur ve hafif bir atmosferik koruma sağlar. Tip-300 östenitik paslanmaz çeliklerde tipik olan kromun %17-20'ye arttırılmasıyla pasif filmin stabilitesi arttırılır. Krom içeriğindeki daha fazla artış ek koruma sağlayacaktır.
| Sembol | Öğe |
| Al | Alüminyum |
| C | Karbon |
| CR | Krom |
| Cu | Bakır |
| Fe | Ütü |
| Ay | Molibden |
| Mn | Manganez |
| N | Azot |
| Ni | Nikel |
| P | fosfor |
| S | Sülfür |
| Bak | Selenyum |
| Ta | Tantal |
| Ti | Titanyum |
Nikel, paslanmaz çeliğin östenitik yapısını (tane veya kristal yapısı) stabilize edecek ve mekanik özellikleri ve üretim özelliklerini geliştirecektir. %8-10 ve üzeri nikel içeriği metalin stres korozyonu nedeniyle çatlama eğilimini azaltacaktır. Nikel ayrıca filmin hasar görmesi durumunda yeniden pasifleştirmeyi de destekler.
MANGANEZ:
Manganez, nikelle birlikte nikele atfedilen işlevlerin çoğunu yerine getirir. Ayrıca paslanmaz çelikteki kükürt ile etkileşime girerek manganez sülfitleri oluşturacak ve bu da çukurlaşma korozyonuna karşı direnci artıracaktır. Nikel yerine manganez konularak ve daha sonra nitrojenle birleştirilerek mukavemet de arttırılır.
MOLİBDEN:
Molibden, krom ile kombinasyon halinde, pasif filmin klorürlerin varlığında stabilize edilmesinde çok etkilidir. Çatlak veya oyuk korozyonunu önlemede etkilidir. Paslanmaz çeliğin korozyon direncinde kromun yanında en büyük artışı molibden sağlar. Edstrom Industries, suya klor eklendiğinde koruma sağlayan %2-3 molibden içerdiğinden 316 paslanmaz kullanıyor.
KARBON:
Mukavemeti arttırmak için karbon kullanılır. Martenzitik sınıfta karbon ilavesi ısıl işlem yoluyla sertleşmeyi kolaylaştırır.
AZOT:
Azot, paslanmaz çeliğin östenitik yapısını stabilize etmek için kullanılır; bu, korozyona karşı direncini arttırır ve çeliği güçlendirir. Azot kullanılması, molibden içeriğinin %6'ya kadar arttırılmasını mümkün kılar, bu da klorür ortamlarında korozyon direncini artırır.
TİTANYUM VE MIOBYUM:
Paslanmaz çeliğin hassasiyetini azaltmak için Titanyum ve Miyobyum kullanılır. Paslanmaz çelik hassaslaştırıldığında taneler arası korozyon meydana gelebilir. Bunun nedeni, parçalar kaynaklandığında soğuma aşamasında krom karbürlerin çökelmesidir. Bu, kromun kaynak alanını tüketir. Krom olmadan pasif film oluşamaz. Titanyum ve Niyobyum, karbürler oluşturmak üzere karbonla etkileşime girer ve kromu çözelti içinde bırakarak pasif bir filmin oluşmasını sağlar.
BAKIR VE ALÜMİNYUM:
Sertleşmesini hızlandırmak için paslanmaz çeliğe Titanyum ile birlikte Bakır ve Alüminyum eklenebilir. Sertleşme, 900 ila 1150F arasındaki bir sıcaklıkta ıslatılarak elde edilir. Bu elementler, yüksek sıcaklıkta ıslatma işlemi sırasında sert bir metallerarası mikro yapı oluşturur.
KÜKÜRT VE SELENYUM:
304 paslanmazın serbestçe işlenmesini sağlamak için kükürt ve selenyum eklenir. Bu, Edstrom Industries tarafından domuz vanaları, somunlar ve içme suyuna maruz kalmayan parçaların yapımında kullanılan 303 veya 303SE paslanmaz çeliğe dönüşür.
Paslanmaz çelik türleri
AISI, DİĞERLERİ ARASINDA AŞAĞIDAKİ NOTLARI TANIMLAR:
Tip 304'e kıyasla tuzlu su korozyonuna karşı daha yüksek direnç göstermesi nedeniyle "denizcilik sınıfı" paslanmaz çelik olarak da bilinir. SS316 genellikle nükleer yeniden işleme tesislerinin inşasında kullanılır.
304/304L PASLANMAZ ÇELİK
Tip 304, daha düşük karbon içeriğinden dolayı 302'den biraz daha düşük mukavemete sahiptir.
316/316L PASLANMAZ ÇELİK
Tip 316/316L Paslanmaz Çelik, klorürler ve diğer halojenürler içeren çözeltilerden kaynaklanan çukurlaşmaya karşı geliştirilmiş dirence sahip bir molibden çeliğidir.
310S PASLANMAZ ÇELİK
310S Paslanmaz Çelik, 2000°F'ye kadar sabit sıcaklıklarda oksidasyona karşı mükemmel dirence sahiptir.
317L PASLANMAZ ÇELİK
317L, tip 316'ya benzer, molibden taşıyan ostenitik krom nikel çeliğidir, ancak 317L'deki alaşım içeriği biraz daha yüksektir.
321/321H PASLANMAZ ÇELİK
Tip 321, karbon artı nitrojen içeriğinin en az 5 katı miktarda titanyum eklenerek modifiye edilmiş temel tip 304'tür.
410 PASLANMAZ ÇELİK
Tip 410, manyetik olan, ılıman ortamlarda korozyona dirençli ve oldukça iyi sünekliğe sahip martensitik bir paslanmaz çeliktir.
DUBLEKS 2205 (UNS S31803)
Duplex 2205 (UNS S31803) veya Avesta Sheffield 2205, ferritik-östenitik bir paslanmaz çeliktir.
PASLANMAZ ÇELİKLER AYRICA KRİSTAL YAPILARINA GÖRE SINIFLANDIRILIR:
- Östenitik paslanmaz çelikler toplam paslanmaz çelik üretiminin %70'inden fazlasını oluşturur. Alaşımın kriyojenik bölgesinden erime noktasına kadar tüm sıcaklıklarda östenitik yapıyı korumak için maksimum %0,15 karbon, minimum %16 krom ve yeterli nikel ve/veya manganez içerirler. Tipik bir bileşim %18 krom ve %10 nikeldir; yaygın olarak 18/10 paslanmaz olarak bilinir ve sıklıkla sofra takımlarında kullanılır. Benzer şekilde 18/0 ve 18/8 de mevcuttur. AL-6XN ve 254SMO alaşımı gibi ¨Süperöstenitik〃 paslanmaz çelikler, yüksek Molibden içeriği (>%6) ve nitrojen ilavesi nedeniyle klorür çukurlaşmasına ve çatlak korozyonuna karşı büyük direnç gösterir ve daha yüksek nikel içeriği, stres korozyonu çatlamasına karşı daha iyi direnç sağlar 300'ün üzerinde seri. "Süperöstenitik" çeliklerin daha yüksek alaşım içeriği, bunların korkutucu derecede pahalı olduğu ve benzer performansın genellikle dubleks çelikler kullanılarak çok daha düşük maliyetle elde edilebileceği anlamına gelir.
- Ferritik paslanmaz çelikler korozyona karşı oldukça dirençlidir ancak östenitik kalitelere göre çok daha az dayanıklıdır ve ısıl işlemle sertleştirilemez. %10,5 ila %27 arasında krom ve varsa çok az nikel içerirler. Çoğu bileşim molibden içerir; bazıları alüminyum veya titanyum. Yaygın ferritik kaliteler arasında 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo ve 29Cr-4Mo-2Ni bulunur.
- Martensitik paslanmaz çelikler, diğer iki sınıf kadar korozyona dayanıklı olmasalar da, son derece güçlü ve toktur, aynı zamanda yüksek derecede işlenebilir ve ısıl işlemle sertleştirilebilirler. Martensitik paslanmaz çelik, krom (%12-14), molibden (%0,2-1), nikel içermez ve yaklaşık %0,1-1 oranında karbon içerir (ona daha fazla sertlik verir ancak malzemeyi biraz daha kırılgan hale getirir). Söndürülmüş ve manyetiktir. “Seri-00” çeliği olarak da bilinir.
- Dubleks paslanmaz çelikler ostenit ve ferritten oluşan karışık bir mikro yapıya sahiptir; amaç 50:50'lik bir karışım üretmektir, ancak ticari alaşımlarda karışım 60:40 olabilir. Dubleks çelik, östenitik paslanmaz çeliklere göre daha iyi bir dayanıma sahiptir ve aynı zamanda lokal korozyona, özellikle oyuklanma, aralık korozyonu ve gerilimli korozyon çatlamasına karşı da geliştirilmiş dirence sahiptir. Östenitik paslanmaz çeliklere göre yüksek krom ve daha düşük nikel içerikleri ile karakterize edilirler.
Paslanmaz Çeliğin Tarihi
Antik çağlardan kalma birkaç korozyona dayanıklı demir eser var. Ünlü (ve çok büyük) bir örnek, MS 400 civarında Kumara Gupta I'in emriyle dikilen Delhi'nin Demir Sütunu'dur. Bununla birlikte, paslanmaz çeliğin aksine, bu eserler dayanıklılıklarını kroma değil yüksek fosfor içeriğine borçludur. Bu, uygun yerel hava koşullarıyla birlikte çoğu demir işçiliğinde gelişen koruyucu olmayan, çatlak pas tabakası yerine, demir oksitler ve fosfatlardan oluşan katı koruyucu bir pasivasyon tabakasının oluşumunu teşvik eder.
Demir-krom alaşımlarının korozyon direnci ilk kez 1821'de Fransız metalurji uzmanı Pierre Berthier tarafından fark edildi. Berthier, bazı asitlerin saldırısına karşı dirençlerini fark ederek bunların çatal bıçak takımlarında kullanılmasını önerdi. Bununla birlikte, 19. yüzyılın metalurjistleri, modern paslanmaz çeliklerin çoğunda bulunan düşük karbon ve yüksek krom kombinasyonunu üretemediler ve üretebilecekleri yüksek kromlu alaşımlar, pratik açıdan önem taşımayacak kadar kırılgandı.
Bu durum 1890'ların sonlarında Almanya'dan Hans Goldschmidt'in karbonsuz krom üretmek için alüminotermik (termit) bir süreç geliştirmesiyle değişti. 1904-1911 yıllarında, başta Fransız Leon Guillet olmak üzere birçok araştırmacı, bugün paslanmaz çelik olarak kabul edilecek alaşımlar hazırladı. 1911'de Alman Philip Monnartz, bu alaşımların krom içeriği ile korozyon direnci arasındaki ilişkiyi bildirdi.
İngiltere'nin Sheffield kentindeki Brown-Firth araştırma laboratuvarından Harry Brearley, genellikle paslanmazın "mucidi" olarak anılır.
çelik. 1913 yılında silah namluları için erozyona dayanıklı bir alaşım ararken martensitik paslanmaz çelik alaşımını keşfetti ve ardından sanayileştirdi. Bununla birlikte, benzer endüstriyel gelişmeler, Eduard Maurer ve Benno Strauss'un ostenitik bir alaşım (%21 krom, %7 nikel) geliştirdiği Almanya'daki Krupp Iron Works'te ve Christian Dantsizen ve Frederick Becket'in çalıştığı Amerika Birleşik Devletleri'nde eş zamanlı olarak gerçekleşiyordu. Ferritik paslanmazı sanayileştiriyorlardı.
Lütfen yayınladığımız diğer teknik makalelerin ilginizi çekebileceğini unutmayın:
Gönderim zamanı: Haziran-16-2022