İçeriğe atla

Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz çelik mikroyapısıdır.

Paslanmaz çelik, öncelikle korozyon ve ısıya dayanıklı özellikleri için seçilen çok yönlü bir mühendislik malzemeleri ailesini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Tüm paslanmaz çelikler temel olarak demir ve minimum %10,5 krom içermektedir. Bu seviyede krom, ortamdaki oksijen ve nem ile reaksiyona girerek malzemenin tüm yüzeyini kaplayan koruyucu, yapışkan ve uyumlu bir oksit filmi oluşturmaktadır.

Bu oksit filmi (pasif veya sınır tabaka olarak bilinmektedir) çok incedir (2-3 namometre). [1nanometre = 10–9 m]. Paslanmaz çelikler üzerindeki pasif tabaka gerçekten dikkate değer bir özellik sergilemektedir: hasar gördüğünde (örneğin aşındığında), çelikteki krom oksit tabakasını yeniden oluşturmak için ortamdaki oksijen ve nem ile hızla reaksiyona girdiğinden kendi kendini onarmaktadır. Krom içeriğinin minimum %10,5'in üzerine çıkarılması, daha da fazla korozyon direnci sağlamaktadır. Korozyon direnci daha da geliştirilebilmektedir ve %8 veya daha fazla nikel ilavesiyle çok çeşitli özellikler sağlanabilmektedir. Molibden ilavesi, korozyon direncini (özellikle, oyuk korozyonuna karşı direnci) daha da arttırırken, nitrojen mekanik mukavemeti artırmaktadır ve oyuklaşmaya karşı direnci artırmaktadır.[1]

100' den fazla farklı paslanmaz çelik sınıfı vardır, ancak bunlar beş ana tipte gruplandırılmaktadır.[2]

Paslanmaz çeliklerin kristal yapısı

Metallerin büyük çoğunluğu katı hallerinde kristal bir yapıya sahiptir, yani kristalize atomların kafes yapılarından oluşmaktadır. Tanım olarak, paslanmaz çelikler de dahil olmak üzere tüm çelikler, esas olarak karbon ilavesiyle kristalize demir atomlarından oluşmaktadır. Çelikteki demir, oluşturulma koşullarına bağlı olarak birkaç farklı kristal yapıda bulunabilmektedir. Ferrit, östenit ve martensit, demirin kristal yapılarına örnektir ve hepsi farklı çelik türlerinde bulunmaktadır. Bu kristal yapılar arasındaki tanımlayıcı farklılıklardan biri, emebilecekleri karbon miktarıdır. Her zaman olmasa da genel olarak daha yüksek bir karbon içeriği, bir çeliği daha sert, ancak daha kırılgan yapmaktadır. Bir sıvı olarak erimiş demir kristal değildir ve kristaller yalnızca malzeme soğuduğunda oluşmaktadır. Malzeme soğuduğunda, çelik yavaş yavaş oluşan ayrı kristaller olarak katılaşmaktadır; bu, metalin birden fazla sıcaklık aşaması boyunca yavaş yavaş kristaller oluşturduğundan, herhangi bir çelik türünün aslında birkaç kristal türünden oluştuğu anlamına gelebilmektedir. Bu, tanımlayıcı kristal yapılarına bakılmaksızın, çeliklerin az miktarda karışık ferrit, östenit ve sementit içermesi nadir görülen bir durum olmadığı anlamına gelmektedir.[3]

Östenitik paslanmaz çelik

AISI 304 - östenitik yapıdır.

Östenitik paslanmaz çelikler, ferritten daha fazla karbon emebilen bir demir formu olan östenit içermektedir. Östenit, ferritin 912 derece C' ye ısıtılmasıyla oluşturulmaktadır ve bu noktada hacim merkezli kübik kristal yapıdan yüzey merkezli kübik kristal yapıya geçiş yapmaktadır. Yüzey merkezli kübik yapılar %2' ye kadar karbon emebilmektedir. Östenit soğuduğunda, genellikle ferrit formuna geri dönmektedir, bu da östenitin bir eritme fırınının aşırı sıcaklıklarının altındaki herhangi bir şeyde kullanılmasını zorlaştırmaktadır. Östenit, birçok östenitik paslanmaz çelikte bulunan nikel ve manganez gibi kimyasal katkı maddelerinin eklenmesiyle düşük sıcaklıklarda kristal yapısını korumaya zorlanabilmektedir. Östenitik paslanmaz çelikler ısıl işlemle önemli ölçüde sertleştirilemez, ancak soğuk işlemle sertleştirilebilir. Östenitik paslanmaz çelikler, korozyona karşı mükemmel dirençleri nedeniyle özellikle paslanmaz çelik vidalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.[2] Östenitik grup, diğer paslanmaz çelik kategorilerinden daha fazla miktarda kullanılan daha fazla kalite içermektedir. Östenitik paslanmaz çelikler, hem ferritik hem de martenzitik paslanmaz çeliklere karşı üstün korozyon direnci göstermektedir. Ferritik ve martenzitik paslanmaz çeliklerin aksine, östenitik kaliteler bir akma noktası göstermemektedir. Mükemmel şekillendirilebilirlik sunmaktadır ve deformasyona tepkileri kimyasal bileşim ile kontrol edilebilmektedir. Düşük sıcaklıklarda darbe geçişine maruz kalmamaktadır ve kriyojenik sıcaklıklara karşı yüksek tokluğa sahiptir. Daha fazla termal genleşme ve ısı kapasitesi sergilemektedir ve diğer paslanmaz veya geleneksel çeliklerden daha düşük termal iletkenliğe sahiptir. Genellikle kolayca kaynaklanmaktadır, ancak daha yüksek alaşımlı kaliteler için sarf malzemelerinin ve uygulamaların seçiminde dikkatli olunması gerekmektedir. Östenitik paslanmaz çelikler genellikle manyetik olmayan olarak tanımlanmaktadır, ancak işlendiğinde veya işlendiğinde biraz manyetik hale gelebilmektedir.[1]

Ferritik paslanmaz çelikler

Ferritik paslanmaz çelik ise %10,5 ila %30 krom içeriği ile tanımlanmaktadır. Ferritik paslanmaz çeliğin tüm formları en az %10,5 kromdan yapılmıştır. Demir, yapımında kullanılan ana maddedir. Bununla birlikte, ferritik paslanmaz çelik, östenitik paslanmaz çelikten daha yüksek bir krom konsantrasyonu içermektedir. Ferritik paslanmaz çeliğin ısıl işlemle sertleştirilemeyeceğine dikkat etmek önemlidir. Örneğin sıcak haddeleme, ferritik paslanmaz çeliği sertleştirmemektedir. Ferritik paslanmaz çelik sadece soğuk haddeleme gibi soğuk işlemle sertleştirilebilmektedir. O zaman bile, ferritik paslanmaz çelik sertleşmeye karşı dirençlidir. Bir dereceye kadar sertleşebilmektedir, ancak sertlikte önemli bir farklılık göstermemektedir.[4]

Martenzitik paslanmaz çelikler

Martenzitik paslanmaz çelik AISI 420'nin mikro yapısıdır.

Martenzitik paslanmaz çelik, martenzitin oluşturulmasıyla oluşmaktadır. Martenzit, yüzlerce yıldır su verilmiş çeliğin önemli bir unsuru olmuştur, ancak resmi olarak metalürjist Adolf Martens'ten (1850 - 1914) sonra 20. yüzyılda adlandırılmıştır. Martenzit, ısıtıldığında östenitin hızla soğutulmasıyla oluşan kristalize demirin vücut merkezli kübik bir şeklidir. Martenzit kristallerinin oluşturulma hızının artması, sementit oluşumunu engellemektedir ve karbon atomlarının, kademeli soğutma sırasında normalde fazla karbonu dışarı atacak olan kristallerde doğal olmayan bir şekilde tutulmasına neden olmaktadır. Martenzitik paslanmaz çelikler ısıl işlem görebilmektedir ve sertleştirilebilmektedir, ancak östenitik paslanmaz çeliklere kıyasla kimyasal direnci daha düşüktür. Martenzitik paslanmaz çelik, genellikle, yüzey sertliğinin daha keskin bir bıçak oluşturduğu bıçaklarda olduğu gibi, sertlik kritik olduğunda kullanılmaktadır.[2]

Dublex paslanmaz çelikler

Bu paslanmaz çelikler, östenitik paslanmaz çeliklerin korozyon direncinin daha güçlü bir kombinasyonunu sağlayan östenit ve ferritten oluşan bir mikro yapıya sahiptir. Dubleks paslanmaz çelikler kaynaklanabilmektedir, ancak östenit ve ferritin doğru dengesini korumak için özen gösterilmelidir. Ferromanyetiktir ve düşük sıcaklıklarda darbe geçişine maruz kalmaktadır. Termal genleşmeleri östenitik ve ferritik paslanmaz çeliklerinki arasında bulunurken, diğer termal özellikler sade karbon çeliklerine benzemektedir. Şekillendirilebilirlik makuldür, ancak östenitik paslanmaz çelikler için kullanılanlardan daha yüksek kuvvetler gereklidir.[1]

Ayrıca bakınız

https://www.youtube.com/watch?v=xvZdcucQDAE&t=1s 9 Temmuz 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

https://www.youtube.com/watch?v=FKw231RgFVU 9 Temmuz 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Kaynakça

  1. ^ a b c "ISSF Website - Home of stainless steels". www.worldstainless.org. 12 Temmuz 2001 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2021. 
  2. ^ a b c says, Is Plastic Pipe The Answer to Combating Corrosive Steel in Hydrocarbon Processing?-Analyzing Metals (18 Şubat 2014). "What Is Stainless Steel?". Analyzing Metals (İngilizce). 1 Aralık 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2021. 
  3. ^ "What Is The Difference Between Ferritic, Austenitic & Martensitic Stainless Steels? | Accu | Accu®". www.accu.co.uk. 26 Eylül 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2021. 
  4. ^ "The Difference Between Austenitic and Ferritic Stainless Steel". Monroe Engineering (İngilizce). 27 Mart 2021. 9 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2021. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Alaşımlı çelik</span> Alaşımlı celik

Alaşımlı çelik, mekanik özelliklerini geliştirmek için ağırlıkça % 1.0 ila % 50 arasında toplam miktarlarda çeşitli elementlerle alaşımlanan çeliktir.

<span class="mw-page-title-main">Çelik</span>

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Sıcak daldırma galvanizleme</span> demir veya çeliğin erimiş çinko ile kaplanması işlemi

Galvaniz, 450-455 derecedeki erimiş çinkonun içine daldırılan çeliğin kaplanmasına denir. Çinko, demirle kuvvetli bağlar yaparak üçlü bir faz tabakası meydana getirir.

Sıfır altı işlem ya da kriyojenik işlem, yüksek aşınmaya maruz kalan takımlarda aşınma direncini artırma amaçlı uygulanan modifiye edilmiş bir soğutma işlemidir. Takım çeliklerine uygulanan geleneksel sertleştirme yöntemlerinde çelik östenitleme işleminin ardından çelik cinsine bağlı olarak çeşitli soğutma ortamlarında minimum mümkün sıcaklık olan oda sıcaklığına kadar soğutulur ve martenzitik yapı elde edilir. Yüksek alaşımlı çeliklerde ise sertleşmeyi sağlayan martenzitik dönüşüm belirli bir sıcaklıkta (150-3000 C) başlar ve oda sıcaklığında sona ermez.

Şekil hafızalı alaşımlar; martensitik yapıda iken belli bir dış kuvvete maruz kalmaları sonucu değişen orijinal şekillerini, östenit faz sıcaklığına geçtiklerinde büyük oranda geri kazanabilen alaşımlardır. Alaşım östenit fazda iken, herhangi bir sıcaklık değişimi olmaksızın, sadece uygulanan stresin ortadan kalkması sonucu malzemenin orijinal formunu tekrar kazanması ise süperelastisite(en) olarak tanımlanır.

<span class="mw-page-title-main">Paslanmaz çelik</span>

Paslanmaz çelik, bileşiminde minimum %10,5 ve üzeri krom ve %1,2'den az karbon içeren ve korozyona karşı dayanıklılığı ile bilinen bir çelik alaşımıdır.

<span class="mw-page-title-main">Yığın hataları</span>

Yığın hataları belirli kristal yapılarda gözlenen bir 2-boyutlu Kafes hatalarıdır. Örneğin yüz merkezli kübik kristal yapıda (YMK), kristal düzlemleri ABCABC... sırası ile yığılmış olarak gözlemlenir. Eğer bu düzenlilik bozulursa, orada bir yığın hatası oluşmuştur. Genellikle burada bir lokal hegzagonal kafes yapısı ile yığılma ABAB... oluşur.

<span class="mw-page-title-main">316L Paslanmaz Çelik</span>

316L kalite paslanmaz çelik östenitik paslanmaz çelik çeşitleri için işareti “316L” olan standarttır ve bu, bu çeliğin,% 16-18 krom,% 10-14 nikel içeren düşük karbonlu deniz sınıfı paslanmaz çelik alt türü olduğunu gösterir % 2.0-3.0 molibden ve ağırlıkça% 0.03 karbon,% 2 manganez,% 0.75 silikon,% 0.045 fosfor,% 0.03 kükürt ve ağırlığa göre% 0.1 azot ihtiva eden ve geri kalan kısmı tamamen demirden oluşan. Uzun yıllar boyunca tıbbi cihazlar ve implantlar için en çok tercih edilen maddelerden biriydi fakat korozyona karşı daha büyük dirençlerinin yanı sıra titanyum ve kobalt-krom alaşımlarının biyolojik olarak daha iyi uyumlu olması, 316L'nin lehine sonuç vermesine neden oldu.

Sertleştirme, metallerin sertliğini artırmak için kullanılan bir metal işlemi türüdür. Bir metalin sertliği, metalin maruz kaldığı gerinim konumundaki tek eksenli akma stresiyle doğru orantılıdır. Sert bir metalin plastik deformasyona karşı direnci daha az sert bir metale göre daha yüksek olacaktır.

Yumuşatma tavlaması, malzemelerin istenilen yapısal, mekanik ve fiziksel özelllikleri elde etmek, talaşlı imalat veya plastik şekil vermeyi kolaylaştırmak için belirli sıcaklıklara kadar ısıtılıp bu sıcaklıklarda bekletilip sonradan yavaşça soğutulması işlemine yumuşatma tavı denilmektedir.

Normalleştirme ısıl işlemi, demirli malzemelere uygulanan bir işlemdir. Normalleştirme ısıl işleminin amacı, mikroyapı' yı rafine ederek malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmektir. Bu işlemde malzeme dönüşüm aralığının üzerinde östenit fazına ısıtılmaktadır ve ardından oda sıcaklığında durgun havada soğutulmaktadır. Normalleştirici ısıl işlem, yapısal düzensizlikleri dengelemektedir ve malzemeyi daha fazla çalışma için yumuşak hale getirmektedir. Dövme, bükme, çekiçleme gibi soğuk işleme işlemleri malzemeleri sertleştirmektedir ve daha az sünek hale getirmektedir. Aynı durum kaynaklı kısmın yakınındaki ısıdan etkilenen bölge (ITAB) için de geçerlidir. Normalize edici ısıl işlem, bu malzemenin sünekliğini ve yumuşaklığını yeniden kazandırmaktadır. Bu işlem aynı zamanda, istenen sertleşmeye tepkiyi iyileştirmek için herhangi bir sonraki yüzey sertleştirmeden önceki gibi kullanılmaktadır.

Metalurji biliminde faz terimi, fazın belirli bir kimyasal bileşime, farklı bir atomik bağ ve element düzenine sahip olduğu fiziksel olarak homojen bir madde durumunu belirtmek için kullanılmaktadır. Bir alaşım içinde aynı anda iki veya daha fazla farklı faz mevcut olabilmektedir. Bir alaşım içindeki her fazın kendine özgü fiziksel, mekanik, elektriksel ve elektrokimyasal özellikleri vardır. Bir alaşımda bulunan fazlar, alaşım bileşimine ve alaşımın maruz kaldığı ısıl işleme bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir sıcaklıkta tutulan belirli bir alaşımda bulunan fazların grafiksel temsilleridir. Faz diyagramları, belirli bir ısıl işleme tabi tutulmuş bir alaşımda meydana gelen faz değişikliklerini tahmin etmek için kullanılabilmektedir. Bu önemlidir çünkü bir metal bileşenin özellikleri metalde bulunan fazlara bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir bileşime sahip alaşımların seçimi ve belirli özellikler üretecek ısıl işlem prosedürlerinin tasarımı ve kontrolü için metalurji uzmanları tarafından kullanılmaktadır. Ayrıca kalite sorunlarını gidermek için kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Martenzit</span>

Martenzit, çelik kristal yapının çok sert bir şeklidir. Adını Alman metalurji uzmanı Adolf Martens' ten almıştır. Benzetme yoluyla bu terim, difüzyonsuz dönüşümle oluşturulan herhangi bir kristal yapıya da atıfta bulunabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Ledebürit</span>

Ledebürit, demirde %4.3 karbon karışımı olup östenit ve sementit fazlarından oluşan demir-karbon ötektiğidir. Ledebürit bir faz değil, östenit ve sementit fazlarının karışımıdır. Ledebürit yüksek sertlik ve kırılganlığa sahiptir.

Sementit veya demir karbür, bir demir ve karbon bileşiğidir, daha iyi bir ifadeyle Fe3C formülüne sahip bir ara geçiş metal karbürdür. Ağırlık olarak %6.67 karbon ve %93,3 demirden oluşmaktadır. Sementitin kimyasal bileşimi Fe3C olmasına rağmen, kristal yapısı hücre başına 12 demir atomu ve 4 karbon atomu ile ortorombik kristal yapıya sahiptir. Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sert, kırılgan bir malzemedir ve demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşendir. Çoğu çelik ve dökme demirde sementit bulunurken alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir.

<span class="mw-page-title-main">Ferrit</span> Demir elementinin farklı formları

Ferrit (ferrum: demir) veya alfa demir (α-Fe) oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında stabil olan demirin fazlarından biri olan düşük karbonlu çelikte meydana gelen hacim merkezli kübik kristal yapıya sahip, ana bileşen olarak demir içeren katı bir çözeltidir. Çelik ve dökme demire manyetik özelliklerini veren bu kristal yapıdır ve ferromanyetik malzemenin klasik bir örneğidir.

<span class="mw-page-title-main">Östenitik paslanmaz çelik</span>

Östenitik paslanmaz çelik, kristal yapıya göre beş paslanmaz çelik sınıfından biridir. Endüstride en yaygın olarak kullanılan paslanmaz çelik grubu olan Östenitik paslanmaz çelikler yüzey merkezli kübik yapıya sahip (YMK) ve bileşimlerinde %16 ila 26 krom ve %35'e kadar nikel içerirler. Genellikle en yüksek korozyon direncine sahip paslanmaz çelik grubudur. Isıl işlemle sertleştirilemezler ve manyetik değildirler.

<span class="mw-page-title-main">Martensitik paslanmaz çelik</span>

Martensitik paslanmaz çelik, martensit iç yapıya sahip bir paslanmaz çelik alaşımı türüdür. Yaşlandırma ve ısıl işlem yoluyla sertleştirilebilir ve temperlenebilirler. Kristal yapısı yüzey merkezli tetragonal (YMT) olup ferritik paslanmaz çeliklere benzerler. Diğer ana paslanmaz çelik türleri östenitik, ferritik, dubleks ve çökeltme sertleştirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Ferritik paslanmaz çelik</span>

Ferritik paslanmaz çelik, beş paslanmaz çelik ailesinden birini oluşturur, diğer dördü östenitik, martensitik, dubleks ve çökeltme sertleşmiş paslanmaz çeliklerdir. Östenitik paslanmaz çeliklerle karşılaştırıldığında, bunlar ısıl işlemle sertleştirilemez, daha az kaynaklanabilir ve kriyojenik sıcaklıklarda kullanılmamalıdır. Ferritik paslanmaz çelikler bileşimlerinde % 10.5 ila % 30 arasında değişen krom ve %0.20'den az karbon içeriğine sahip olup nikel içermezler. En bilinen ferritik paslanmaz çelik kalitesi 430 olup mükemmel korozyon direnci ve ısıya dayanıklıdır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.