Paslanmaz Çelik

Tip 201 paslanmaz çelik, piyasada artan nikel fiyatlarına karşılık olarak üretildiği için benzersizdir. Bu, daha ucuz olduğu anlamına gelir ancak aynı zamanda çok daha düşük nikel içeriğine sahiptir. Çok fazla nikel olmadan korozyonu önlemede etkili olmamaktadır. Daha yüksek manganez seviyeleri, tip 201’in en güçlü paslanmaz çelik bant türlerinden biri olmasına yardımcı olur. Bu türü daha düşük maliyetle daha fazla dayanıklılık arayan endüstriler tercih eder. Nikel eksikliğini telafi etmek için manganez ve nitrojen daha fazla kullanılır. Tip 201 paslanmaz çelik, soğuk havalarda dayanıklılığını koruduğu için özellikle soğuk ortamlarda faydalıdır. En ucuz paslanmaz çelik türü olan 201 tipi en çekici görünmektedir. Yine de aşırı korozif ortamlarda o kadar uzun süre dayanma özelliği göstermez.

Paslanmaz çelik sınıflandırılması içerisinde çok sayıda farklı tip ve kalite bulunmaktadır. Şu ana kadar en yaygın kalite 304’tür ve bu, dünya çapında kullanılan paslanmaz çeliğin %50’sinden fazlasını oluşturur. 304 kalite paslanmaz çelik, moleküler yapısıyla ilgili olan ve alaşıma nikel eklendiğini ifade eden bir terim olan östenitiktir. Östenitik paslanmaz çelikler en yaygın olanıdır. Ticari olarak üretilen paslanmaz çeliğin %70 kadarı östenitik tiptedir.
304 kalite paslanmaz çelik esas olarak bileşiminin %66 ila %75’ini oluşturan demirden oluşur. Alaşım karışımına ayrıca %18 ile %20 arasında krom ve %8 ile %10,5 arasında nikel de dahildir. Yoğunluğu santimetreküp başına yaklaşık sekiz gram olarak ölçülen 304 paslanmaz çelik aynı zamanda eser miktarda silikon, kükürt, fosfor ve manganez gibi diğer elementleri de içerebilir. İyi korozyon direncine ve iyi şekillendirilebilirliğe sahiptir. 304 sınıfı manyetik değildir.
304 gibi östenitik paslanmaz çelikler, çekme mukavemetinin nispeten düşük bir kısmını temsil eden bir akma mukavemetine sahiptir. %40 ile %45 arasında. Malzeme soğuk işlendiğinde akma mukavemeti daha da geliştirilebilir. Bu özellikle yaylı tel gibi şeyler yaparken kullanışlıdır.

Yüksek sıcaklık uygulamalarında sıklıkla kullanılan östenitik krom-nikel paslanmaz çeliklerdir. Alaşımlar 309 ve 309S, yüksek krom ve nikel içeriği sayesinde korozyona karşı dirençlidir. Oksidasyona karşı daha fazla dirence sahiptir ve oda ve yüksek sıcaklıklarda iyi nitelikler verirken mükemmel ısı direncine sahiptir. Paslanmaz çelik 309 ve 309S arasındaki fark karbon içeriğidir.

Bu alaşımlı makineler tip 304 paslanmaz çelikle aynıdır. Bu alaşımın talaşları liflidir ve çok çabuk sertleşecektir. Takımın sürekli kesici durumda tutulması ve talaş kırıcıların kullanılması zorunludur. Ostenitik paslanmaz çeliklerin çoğu füzyon veya direnç tekniği kullanılarak hızlı bir şekilde kaynaklanabilir. Oksiasetilen kaynağı önerilmez. Bu alaşımın çalışma sıcaklıkları 1177°C, yeniden ısıtma ise 982°C zorunludur.

Hızlı söndürme önerilir. Maksimum korozyon direncini yeniden elde etmek için çalışma sonrası tam tavlama gereklidir. Bu alaşımın işlenerek sertleşme oranı yüksek olmasına rağmen bu alaşım çekilebilir, kafalanabilir, örülebilir ve damgalanabilir. İç gerilimi ortadan kaldırmak için soğuk işlemden sonra tam tavlama gerekir.

420 kalite paslanmaz çelik, en az %12 krom elementi konsantrasyonuna sahiptir. Yapısında yüksek derecede karbon elementi de ihtiva eder. Diğer paslanmaz çelik kalitelerine benzer olarak bu sınıfta da ısıl işlem sertleşme için ideal olabilir. Tavlanmış halde iyi süneklik ve metal cilalandığında, yüzeyi taşlandığında veya sertleştirildiğinde mükemmel korozyon direnci özellikleri sunar.

Diğer türlere nazaran en yüksek sertlik derecesine sahiptir. Ayrıca darbe dayanımı da bir hayli yüksektir. Sertleştirilmiş koşullar altında 420 kalite çelikler tatlı suya, alkalilere, havaya, gıdalara ve hafif asitlere karşı dayanıklıdır.

Yüzeyi pürüzsüz olanların dayanımı daha fazladır. 420 sınıfının korozyon direnci özellikleri tavlanmış koşullar altında düşme eğiliminde olacaktır. 420 kalitenin korozyon direnci, %17 krom içeren 430 kalite Ferritik alaşımlardan, 410 kalite çeliklerden ve diğer östenitik kalitelerden daha düşüktür. Bu çelik kalitesi, oyma bıçakları, sofra bıçakları vb. gibi çatal bıçak takımlarında uygulama alanı bulur. 420 kalite standartları gıda temaslarına uygundur ancak bu malzemelerin yıkanmamış gıda ürünlerine sürekli maruz kalması korozyona sebebiyet verebilir.

431, yüksek krom-düşük nikel, yüksek sertleşebilirliğe, yüksek mukavemetli ve iyi korozyon direncine sahip, genellikle 850 – 1000. Martensitik paslanmaz çelik, sertleştirilmiş ve temperlenmiş olarak Mpa (T koşulu) çekme aralığında temin edilir. Brinell aralığı 248 – 302 değerlerine sahiptir. Korozif etkenlere karşı yüksek direnç gösterir. Genel atmosferik koşullarda direnç gösterir, hafif deniz ve endüstriyel ortamlara karşı yüksek direnç sağlar.

Birçok organik maddeye, nitrik asite ve petrol ürünlerine karşı dayanıklıdır. Ayrıca, sertleştirilmiş ve temperlenmiş durumda yüksek çekme ve akma mukavemetine sahiptir, aynı zamanda mükemmel tokluk gösterir. 431, mükemmel sertleşebilirliği nedeniyle, karbon içeriğine ve kesit boyutuna bağlı olarak Rc44’e kadar sertleştirilebilmektedir.

Maksimum sertlik için küçük bölümler havayla soğutulabilir ve daha büyük bölümler yağla söndürülebilir. Önceden sertleştirilmiş ve temperlenmiş 431, Rc65’in üzerinde tipik bir yüzey sertliği elde ederek nitrürlemeye de kolayca yanıt verecektir. Bununla birlikte nitrürleme işlemi korozyon direncini azaltır ve bu nedenle faydanın diğer tüm hususlara ağır bastığı kritik uygulamalar dışında genellikle önerilmez. Paslanmaz çelik sınıfları arasında yaygın bir kullanıma sahiptir.

Yüksek çekme mukavemeti, iyi tokluk ve iyi korozyon direnci özelliklerinin bir kombinasyonunu gerektiren parçalar için yaygın olarak kullanılır. Her sektöre uygun bağlantı elemanlarında ve ekipmanlarında kullanılabilme potansiyelleri bulunur.

Düşük maliyetli bir paslanmaz çeliktir. 430 paslanmaz çelik, hipoalerjenik ve patlamaları önleyici özelliğe sahip bir paslanmaz çelik türüdür. Ayrıca zorlu ortamlara ve kimyasallara dayanıklıdır. Bu metal, yüksek sıcaklıklara ve asitlere dayanabildiğinden tıbbi cihazlar ve gıda ambalajları için mükemmel bir seçimdir. 430 paslanmaz çeliğin faydaları şunlardır:

• 430 paslanmaz çelik, yiyecek ve içecek ambalajı, endüstriyel üretim ve sağlık ürünleri dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılan, bozulmaya dayanıklı bir malzemedir.
• 430 paslanmaz çelik aynı zamanda ısıya dayanıklı, yani yüksek sıcaklıklara bozulmadan dayanabilir. Bu, onu ısıtma ve ısıtma sistemlerinin kullanımı için idealdir.
• 430 paslanmaz çelik toksik değildir ve kullanımı güvenlidir. Bu, çocuk veya evcil hayvanların tüketmesi veya dokunması amaçlanan ürünler için onu iyi bir seçim haline getirir.
• 430 paslanmaz çelik, aşınmaya ve yıpranmaya karşı yüksek dayanıma sahip olup inşaat sektörü gibi elemanlara uzun süreli maruz kalma süresine sahip alanlarda kullanıma uygundur.
• 430 paslanmaz çelik çok yönlüdür ve özel özellikleri karşılayacak şekilde kolayca özel yapılabilir. Bu, onu çeşitli değişkenliklere ve endüstriyel işlemlere dayanacak şekilde tasarlanması gereken ürünler için iyi bir seçim haline getirir.

Yüksek oranda krom içeren Süper Dubleks Çelik, kimya/petrokimya, kâğıt hamuru ve kâğıt endüstrilerindeki asitler, asit klorürler, kostik çözeltiler ve diğer ortamlara karşı olağanüstü bir dayanıklılık sağlar. Genellikle 300 serisi paslanmaz çeliğin, yüksek nikel elementli süper östenitik çeliklerin ve nikel-dublekslerin yerini alır. Bazlı alaşımlar; yüksek krom, nikel ve molibden içeriğine dayanan kimyasal bileşim, tanecikler arası ve oyuklanma korozyon direncini artırır.

Nitrojen ilavesi, tokluğu bozmadan akma mukavemetini ve nihai mukavemet değerlerini yükselten ara katı çözelti mekanizması yoluyla yapısal sertleşmeyi destekler. İlk kademenin piyasaya sürülmesinden bu yana Duplex çeliğin popülaritesi istikrarlı bir şekilde arttı.

Son zamanlarda denizcilik ve kimya endüstrilerinde, mimari ve direk donanımlarında, tel hatlarında, kaldırma ve makara ekipmanlarında ve kuyu hizmet hatlarında yüksek mukavemetli, korozyona dayanıklı süper dubleks bobin üretimi uygulanmaya başlandı. Aslında tel işleme tekniklerinin gelişmesi, çapı 1 mm’ye kadar olan çelik tellerin üretilmesine olanak sağlamıştır.

904L’nin temel özelliği, 35° C’ye kadar tüm konsantrasyon aralığında seyreltik sülfürik asitte çok iyi korozyon direncine sahip olmasıdır. Aynı zamanda diğer bazı inorganik asitlere karşı da faydalı bir dirence sahiptir, ancak halojenür iyonları kullanıldığında performansı sınırlı olabilir.

Geleneksel paslanmaz çeliklerin (örneğin 316L) nikel içeriği, klorür stresli korozyon çatlamasına karşı çok duyarlı olmasına rağmen, 904L’de bu elementin daha yüksek seviyesi, bu korozyon biçimine karşı iyi bir direnç kazandırır.

Paslanmaz çeliklerdeki nitrojen, molibden ve krom içerikleri, oyuklanma ve çatlak korozyonuna karşı dirençleri üzerinde doğrudan etkiye sahiptir ve 904L durumunda bu parametre iyidir. Bununla birlikte, %6 molibden östenitik kaliteleri veya süper dubleks kaliteleri, bu tür lokal korozyona karşı üstün direnç gösterir.

Paslanmaz çeliğin zayıf yönleri listesine baktığımızda, nispeten hafif olması, yüksek mukavemeti ve korozyon direnci nedeniyle Titanyumun genellikle paslanmanın kaldığı yerden devam edebileceği açıktır; o halde hadi bu en iyi performansı biraz daha iyi tanıyalım. Binlerce yıldır karbon kullanılarak indirgenen pek çok yaygın metalin aksine (tüm çeliği üretmek için kullanılan demir eritme yöntemini düşünün),

Titanyum ticari olarak ancak 1940’lardan bu yana varlığını sürdürüyor. Artık pek çok sınıfta nispeten mevcut olmasına rağmen, Titanyum üretmek için kullanılan yüksek erime noktası ve kimyasal indirgeme işlemi, zaman ve kimyasal açısından yoğun olduğundan yüksek maliyetine yol açmaktadır. Paslanmaz çelik benzersiz özelliklerini yalnızca alaşımlandığında kazanırken, Titanyum “ticari olarak saf” formunda kullanılabilen ve sıklıkla kullanılan bir elementtir. Bununla birlikte Titanyum da yaygın olarak alaşımlıdır ve ticari olarak saf tanımı içinde bile çeşitli dereceler vardır; bu, diğer tüm faydalı metaller gibi özelliklerinin de belirli uygulamalara göre uyarlanabileceği anlamına gelir.

Havadaki oksijene maruz kaldığında bir bariyer oluşturmak üzere oksitlenen diğer korozyona dayanıklı malzemeler gibi, Titanyumun yüzeyi de hemen oksitlenmeye başlar ve malzemenin geri kalanını daha fazla korozyondan koruyan ince bir pasifleştirme tabakası oluşturan titanyum oksit oluşturur. Diğer bazı oksit katmanlarının aksine, titanyum dioksit katmanı zamanla kalınlaşmaya devam ederek birkaç yıl sonra 25 nm’ye ulaşır ve ona neredeyse platine eşit bir korozyon direnci kazandırır.

Titanyum tam bir ürpertici dostum: normal sıcaklıklarda herhangi bir şeyle reaksiyona girmesini sağlamak neredeyse imkansızdır. Bunu düşük yoğunluğuyla birleştirdiğinizde, bugün tıp endüstrisinde eklemler, kemik onarımı ve diğer hassas vücut teması uygulamaları için kullanılan en yaygın hipoalerjenik metalin tarifine sahip olursunuz.

Titanyum yüksek maliyetli bir malzemedir ve yalnızca benzersiz malzeme özellikleri gerekli olduğunda ekonomik olarak uygulanabilir hale gelir. İşleme gibi şeyler için Titanyum, Paslanmaz’ınkinden 30 kat daha fazla bir maliyet faktörüne sahip olabilir çünkü malzeme maliyetinin yanı sıra işlenmesi de nispeten zordur.

Titanyum ve paslanmaz çelik, makinist için aynı zorlukların birçoğuyla karşı karşıyadır: Talaşın kesici kenarda temiz bir şekilde kırılması yerine, her iki safranın da ortak alaşımları kolayca kırılır. Her ikisi de düşük bir termal iletkenlik katsayısına sahiptir; bu, lokal iş sertleşmesine neden olmanın ve erken takım aşınmasına neden olmanın kolay olduğu anlamına gelir. Titanyumun sertliğine kıyasla işlenmiş malzemelerin çoğundan daha esnek olması gibi ek bir zorluğu vardır, bu nedenle onu mümkün olduğu kadar sağlam bir şekilde sabitlemeye dikkat edilmelidir.