Paslanmaz çelik, yüksek alaşımlı çeliğin ağırlıklı olarak anti-korozyon özellikleri için kullanılan adıdır. Paslanmaz çelik ailesinin temel özelliği hepsinin en az % 10,5 krom içermesidir. Bu özellik çeliğin aşındırıcı atmosferler veya aşındırıcı kimyasal ortamlara karşı koymasını sağlar. Paslanmaz çeliğin 5 farklı kategoriye ayrılmış 150'den fazla farklı çeşidi vardır. Paslanmaz çelik, karbon çeliğinden ve alaşımlı çelikten pahalı olmasına ve de global pazarda kullanımının daha az olmasına rağmen dünya piyasalarında çok önemli bir yere sahiptir.
Paslanmaz çeliklerin kimyasal yapısında en belirleyici elementler sırasıyla krom, nikel, molibden ve mangandır. Bu elementlerden krom (Cr) ve nikel (Ni) paslanmaz çeliğin ferritik yada östenitik oluşunu belirler.İçerdikleri diğer katkı elementlerine göre değişen ve tamamen östenitik ile tamamen ferritik özellikler aralığında sıralanan dört çeşit paslanmaz çelik türü vardır.
Bunlar sırası ile;
- Östenitik Paslanmaz Çelikler
- Ferritik Paslanmaz Çelikler
- Martenzitik Paslanmaz Çelikler
- Östenitik- Ferritik (Dubleks) Paslanmaz Çelikler
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 %7 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 %12 ile %17 arasında 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 %11 ile %13 arasında krom ihtiva ederler ve çok düşük bir soğuma hızına sahiptirler. Bunlarda martenzit teşekkülü, çok yavaş bir soğuma halinde bile meydana gelir.
Östenitik-Ferritik (dubleks) paslanmaz çelikler, 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. En yaygın kullanıma sahip olanları ferritik ve östenitik paslanmaz çelikler olup paslanmaz çelikler içinde kullanım oranları %95'i bulmaktadır. Paslanmaz çelik aynı zamanda da geri dönüşümü olan bir malzemedir. Hurda olarak malzeme yeniden eritilerek ekonomiye yeniden kazandırılabilir.
DIN 1.4021 (X20Cr13) – AISI 420
420 kalite paslanmaz birçok yüksek karbonlu çelik gibi ısıl işlemle sertleştirilebilir. En az, %12 krom (Cr) içerir ve bu alaşım korozyon dayanımına yeterlidir. Tavlanmış durumda iyi yumuşaklığa sahiptir, ancak ısıl işlemle 50 Rockwell sertliğe çıkma kabiliyeti vardır. En iyi korozyon dayanımı için sertleştirilmesi ve yüzeyin temizlenmesi veya polisaj yapılması gerekir.
420 kalite sertleştirilmiş halde normal hava koşuluna, yiyeceğe, tatlı suya ve hafif alkali veya aside iyi direnç gösterir. Tavlanmış halde korozyon dayanımı düşüktür. Temiz yüzeyliyken performansı yüksektir. Östenitik kalitelere göre korozyon dayanımı düşüktür. Bu kalite genellikle kesim aletleri üretmek için kullanılır, özellikle masa bıçağı ve oyma bıçaklar, vb. Korozyon dayanımı yiyecek atıkları ve normal yıkama metodlarına dayanacak kadar yeterlidir, ancak uzun süre bekleyen yıkanmamış artıkları çukurlaşmaya sebep olur.
Mekanik özelliklerinde indirgeme sebebiyle tabloda belirtilen sıcaklıklarda kullanılması tavsiye edilmez. Uygun sıcaklık derecesi 650 derecedir.
Tavlama - full tavlama - 840-900 derece, fırında yavaşça 600 dereceye indirilir ve sonra hava sıcaklığında soğutulur.
Tavlama işlemi 735-785 derece ve hava soğutması, sertleştirme 980-1035 derece arasında ısıtılıp, sonrasında hava veya yağla su verilir. Yağda su verme büyük kesitler için gereklidir. Mekanik özellikler tablosunda belirtilen özellikler ve sertlik derecesine ulaşması için sıcaklığı 150-370 derece arasına getirilir. Isıtma sınırının 425-600 derece dikkat edilmelidir.
420 kalite paslanmaz çelik genellikle makine endüstrisinde, petrol ve petro kimya endüstrilerinde,derinkuyu su pompalarında,vana ve kompresör parçalarında, gıda ve gıda üretim tesislerinde, dekorasyonlarda, ulaşımda, şaftlarda, pistonlarda ve valflerde sıklıkla kullanılır.
Kimyasal Kompozisyon Tablosu
AISI |
C |
Si |
Mn |
Pmax |
Smax |
Cr |
420 |
0.15 - .... |
....- 1.00 |
....- 1.00 |
0.040 |
0.030 |
12.00 –14.00 |
Mekanik Değerler Tablosu
Tavlama Sıcaklığı(°C) |
Çekme Dayanımı(MPa) |
Akma Dayanımı 0.2% Proof (MPa) |
Uzama (%50 mm in) |
Sertlik Brinell (HB) |
Çarpma Etkisi V (J) |
|
Annealed *
|
655
|
345
|
25
|
241 max
|
-
|
|
204
|
1600
|
1360
|
12
|
444
|
20
|
|
316
|
1580
|
1365
|
14
|
444
|
19
|
|
427
|
1620
|
1420
|
10
|
461
|
#
|
|
538
|
1305
|
1095
|
15
|
375
|
#
|
|
593
|
1035
|
810
|
18
|
302
|
22
|
|
650
|
895
|
680
|
20
|
262
|
42
|
304
304 kalite paslanmaz çelik, paslanmaz çeliğin temel çeşitlerinden biri olup, en yaygın kullanılanıdır. Bu paslanmaz çelik kalitesi; kimyasal bileşiminin, mekanik özelliğinin, kaynak yapılabilirliğinin ve korozyon-oksidasyon direncinin fiyatına oranla çok iyi olması sebebiyle tercih edilir. Bu kalitedeki malzemelerin korozyona dayanımı 303 kalite paslanmaz çeliklere oranla daha yüksektir. 304 paslanmazların düşük sıcaklıklardaki özellikleri ve işleme sertleştirmesine verdiği tepki mükemmele yakındır. 304 kalite paslanmaz öztenitik paslanmazlar grubuna girmektedir.
En yaygın paslanmaz çelik kalitelerinden biri olan 304 paslanmaz çelik; kimya, petrokimya, ev aletleri, endüstriyel mutfaklar, otomotiv yan sanayi, gıda sanayin ve buna benzer çeşitli alanlarda sıkça kullanılır.
Kimyasal Kompozisyon Tablosu
|
AISI
|
C
|
Si
|
Mn
|
Pmax
|
Smax
|
Cr
|
N
|
Ni
|
|
304
|
....-0.08
|
....–0.75
|
.....-2.00
|
....-0.045
|
....-0.030
|
18.00-20.00
|
....-0.10
|
8.00-10.50
|
316-316L
316 kalite paslanmaz çelik, 304 kalite paslanmaz çeliğin içerisine molibden ve daha fazla nikel eklenerek elde edilen bir malzeme kalitesidir. 316 paslanmaz çelik malzemelerin korozyona dayanımı kimyasal içeriği sayesinde sert koşullu ortamlarda (deniz suyu, asidik sıvılar vs.) dahi çok iyidir. Ayrıca 316 kalite malzemelerin kopma dayanımı, 304 kalite malzemelere oranla çok daha yüksektir.
Parçalar kaynakla birleştirilecekse, o kısımlar ısınmadan ötürü korozyon riskiyle karşı karşıya kalırlar. Böyle durumlardan kaçınmak için, daha az karbon içerikli olan 316L (1.4404) kalite paslanmaz çelik malzeme kullanılmalıdır.
316L kalite paslanmaz çelik ise 316 kalite paslanmaz çelik ile kimyasal içeriği açısından benzeşse de daha düşük oranda karbon içermektedir. Dolayısıyla 316L paslanmaz çelik kalın kesitlerde de kaynak sonrası tavlama gerektirmez.
Aşındıran sıvıların tanklarında ve saklama kazanlarında, kimya ve petrokimya endüstrisinde, buhar kazanlarında, boya endüstrisinde, gıda tesislerinde, madencilikte sıkça 316-316L kalite ve türevindeki kalitelerde paslanmaz çelik malzemeler kullanılır.
Kimyasal Kompozisyon Tablosu
AISI |
C |
Si |
Mn |
Pmax |
Smax |
Cr |
Mo |
N |
Ni |
316 |
.... –0.08 |
.... –0.75 |
.....-2.00 |
....- 0.045 |
.....- 0.030 |
16.00-18.00 |
2.00 - 3.00 |
.....- 0.10 |
10.00 - 14.00 |
316L |
.... –0.03 |
.... –0.75 |
.....-2.00 |
....- 0.045 |
.....- 0.030 |
16.00-18.00 |
2.00 - 3.00 |
.....- 0.10 |
10.00 - 14.00 |
310-310S
310 kalite yüksek ısıya dayanması için üretilmiştir. Bu özelliğine rağmen malzeme yumuşaklığı ve kaynak edilebilmesi oldukça iyidir. Sürekli olarak 1150 derecede çalışabilir ve paslanma oluşmaz. Aralıklı olarak 1040 derece sıcaklıkta çalışabilir. Diğer östenitik kaliteleri gibi mükemmel tokluğa sahiptir.
310S kalite ise hem nemli, hem de kuru ortamlarda yüksek ısıya dayanır. 310S'in düşük karbonlu olması, yüksek ısıya 310'dan daha az dayanmasını sağlar.
Fırın parçaları ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı ekipmanlar, kimya, petro kimya endüstrisi başlıca kullanım alanlarıdır.
Kimyasal Kompozisyon Tablosu
AISI |
C |
Si |
Mn |
Pmax |
Smax |
Cr |
Ni |
310 |
.... – 0.25 |
.... – 1.50 |
.... - 2.00 |
.... - 0.045 |
.... - 0.030 |
24.00
26.00 |
19.00-22.00 |
310S |
.... – 0.08 |
.... – 1.50 |
.... - 2.00 |
.... - 0.045 |
.... - 0.030 |
24.00
26.00 |
19.00 - 22.00 |
Malzemenin Özellikleri ve Kullanım Alanları
AISI |
ÖZELLİKLER |
KULLANIM ALANI |
|
304
|
Paslanmaz çeliğin temel çeşididir. 400 °C'ye kadar yüksek oksidasyon sağlar. Mekanik direnç ve sürtünme mukavemeti çok iyidir. |
Mutfak eşyaları, evyeler, ev aletleri, endüstriyel mutfaklar, kimya ve petro kimya sektörü, gıda sektörü, otomotiv sanayi, eşanjör ve boyler üretimi.
|
|
304L
|
304 Kalite paslanmaz çeliğin düşük karbonlu versiyonudur.
|
Kağıt sanayi, süthane ekipmanları, sabun sanayi, deri sanayi, kimya endüstrisi, petrol endüstrisi, kazan yapımı, ısı değiştiriciler.
|
|
321
|
Bünyesindeki Titan ilavesi ile korozyona karşı mukavemeti arttırılmıştır. Yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır.
|
Rezistanslar, egzost boruları, havacılık endüstrisi, bira fabrikaları, kimya endüstrisi.
|
|
316
|
600°C'a kadar sıcaklıklara dayanıklıdır. Mekaniksel kopma ve büzülme mukavameti oldukça iyidir. Bünyesindeki molibdenden dolayı oksidasyon ve asitlere dayanıklıdır.
|
Kimya, petro kimya endüstrisi, buhar kazanları, ısıya mukavim eşanjörler, çeşitli kazan uygulamaları.
|
|
316L
|
316 Kalite paslanmaz çeliğin düşük karbonlu versiyonudur. 400°C'a kadar sıcaklıklara dayanıklıdır.
|
Kimya, petro kimya endüstrisi, kağıt endüstrisi, nükleer mühendislik, süthane ekipmanları.
|
|
316Ti
|
316 Kalite paslanmaz çeliğin Titanyumlu versiyonudur. Yüksek sıcaklık ve oksidasyon mukavemetine sahiptir.
|
Kimya, petro kimya endüstrisi, pompa ve kompresör parçaları, kazanlar, fırınlar ve ısı değiştiriciler.
|
|
309S
|
1050 °C'a kadar sıcaklıklarda oksidasyon mukavemeti yüksektir.
|
Yüksek sıcaklığa dayanıklı ekipmanların ve parçaların üretiminde.
|
|
310
|
1100 °C'a kadar sıcaklıklarda oksidasyon mukavemeti yüksektir.
|
Fırın parçaları ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı ekipmanlar, kimya, petro kimya endüstrisi.
|
|
310S
|
1100 °C'a kadar sıcaklıklarda oksidasyon mukavemeti yüksektir.
|
Fırın parçaları ve yüksek sıcaklıklara dayanımlı
|
|
430
|
İyi yüzey görünümü sağlar. Nikel içermediğinden mıknatıslanabilir.
|
Dekoratif amaçlı kullanımlar, parlak yüzey
|
|
439
|
Yüksek ısı ilerimi ve düşük termal genleşme katsayısı ve egsoz üretimi için uygundur.
|
Otomobil egsoz parçaları, dekoratif borular, beyaz eşya uygulamaları
|
|
409L
|
Ti ilavesi ile şekillendirilebilirlik ve kaynaklanabilirlik üst düzeydedir.
|
Otomobil egsoz parçaları, eşanjör, konteyner, ısı direnç parçaları
|
|
430J1L
|
430 kalite paslanmaz çeliğe Cu ve Nb ilavesi yapılarak üretilmiştir. Yüksek korozyon direnci, derin çekmeye uygunluk, kaynaklanabilirlik ve yüksek sıcaklık oksidasyon direncine sahiptir.
|
Mutfak gereçleri ve beyaz eşya imalatlarında, egzos sistemleri dağıtım önboru ve susturucu gibi elemanlarda,
dış cephe, pervaz, korkuluk ve kalıp parçaları
|
