2026-04-14
Paslanmaz çeliğin tanımı
Paslanmaz çelik, paslanmaz ve aside dayanıklı çeliklerin genel adıdır.
Paslanmaz çelik: Atmosfer ve tatlı su gibi hafif korozif ortamlarda korozyona uğramayan bir çeliktir.
Aside dayanıklı çelik: Asitler, alkaliler, tuzlar ve deniz suyu gibi agresif aşındırıcı ortamlarda korozyona dayanıklı çelik.
Paslanmaz çelik sınıflandırması
Paslanmaz çeliğin kaliteleri, kimyasal bileşimi ve özellikleri çeşitlidir. En yaygın sınıflandırma yöntemleri temel olarak çeliğin temel kimyasal bileşimine, mikro yapısına ve her ikisinin birleşimine dayanır.
1. Ana kimyasal bileşime göre sınıflandırma
En yaygın olanı paslanmaz çeliğin kimyasal elementlere göre iki ana gruba ayrılmasıdır: krom ve krom-nikel paslanmaz çelikler.
(1).Krom
Demir dışındaki bir çeliğin ana alaşım elementi krom ise, paslanmaz çeliğe kromlu paslanmaz çelik adı verilir.
(2). Krom-nikel
Çelikteki ana alaşım elementleri demirin yanı sıra krom ve nikel ise, bu tür paslanmaz çeliklere krom-nikel paslanmaz çelik adı verilir.
2. Çelik mikroyapısına göre sınıflandırma
Çeliğin mikro yapısı, çeliğin kristal yapısının ve mikro yapısının özelliklerini ifade eder. Paslanmaz çelikler mikroyapılarına göre temel olarak beş kategoriye ayrılır: ferritik, östenitik, martensitik, dubleks (iki fazlı) ve çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler.
(1). Ferritik paslanmaz çelik
Ferritik paslanmaz çelik, gövde merkezli kübik kristal kafesli, karbon içeriği ≤ %0,20, krom içeriği %10,5 – %32 aralığında olan, hem yüksek hem de oda sıcaklıklarında ferritik yapıyı koruyan bir çeliktir. Bu tip paslanmaz çelik ısıl işlemle sertleştirilmez.
Ferritik paslanmaz çelikler, krom içeriğine bağlı olarak düşük kromlu (krom içeriği %10,5 – %15,0), orta kromlu (krom içeriği %16 – %22) ve yüksek kromlu (krom içeriği %23 – %32) olarak ayrılır. Ferritik paslanmaz çelik, 20. yüzyılın başında martensitik ve ostenitik çeliklerle neredeyse aynı anda ortaya çıkan üç ana paslanmaz çelik sınıfından biridir. Üretim hacmi açısından ferritik paslanmaz çelik, krom-nikel östenitik çeliklerden sonra ikinci sırada yer alır: küresel paslanmaz çelik üretiminde ferritik çeliğin payı genellikle %30 civarındadır. Ferritik paslanmaz çelik, yüksek üretim hacimleri, geniş uygulama yelpazesi ve ince kesitlerde mükemmel çok yönlü özellikler ile karakterize edilir. Bu tür çelikler nikel içermediğinden veya sadece belirli kaliteler az miktarda nikel içerdiğinden, maliyetleri ve fiyatları nispeten düşüktür, bu da onları nikel ile az alaşımlı paslanmaz çeliklerin en önemli sınıfı haline getirir.
1950'li ve 1960'lı yıllara kadar, ikincil rafine edilmeden elektrik ark ocaklarında eritilen geleneksel ferritik paslanmaz çelikler, normal seviyelerde karbon ve nitrojene sahipti ve bunların daha fazla indirgenmesi son derece zordu. 1960'lı yıllardan bu yana, paslanmaz çelik üretimindeki teknolojik ilerlemeler ve AOD ve VOD gibi ikincil rafinasyon işlemlerinin kullanılması, geleneksel ferritik çeliklerin bir takım dezavantajlarının büyük ölçüde üstesinden gelen ve başarıyla ele alan modern düşük ve ultra düşük karbon ve nitrojen içerikli ferritik paslanmaz çeliklerin geliştirilmesine yol açmıştır. Üretimleri arttı ve kapsamları sürekli genişliyor.
(2). Östenitik paslanmaz çelik
Östenitik paslanmaz çelik, östenitik yapısını yapısal dönüşümlere uğramadan hem yüksek hem de oda sıcaklıklarında korur. Bu nedenle östenitik paslanmaz çelik aynı zamanda ısıl işlemle güçlendirilemeyen çelikleri de ifade eder. Ancak gerinim sertleşmesine (sertleşmeye) yatkınlığı nedeniyle soğuk plastik deformasyonla mukavemeti arttırılabilir. Bu tür çeliklerin su verilmiş durumdaki düşük mukavemeti, bir zamanlar östenitik paslanmaz çeliklerin ana dezavantajlarından biri olarak kabul ediliyordu.
Hassaslaştırılmış durumda tanecikler arası korozyon problemini çözmek ve korozyon direncini arttırmak için, tipik olarak ≤ %0,03 karbon içeriğine sahip olan ultra düşük karbonlu östenitik paslanmaz çelikler geliştirilmiştir. Korozyon direnci arttıkça bu çeliğin mukavemeti bir miktar azalır. 1970'lerden bu yana, östenitik paslanmaz çelikler kontrollü nitrojen içerikli (çelikteki artık nitrojen içeriği standart sınırlar dahilinde, örneğin [N] ≤ %0,10 veya [N] ≤ %0,12) veya nitrojen alaşımlı (atmosferik basınçta çeliğe verilebilecek maksimum nitrojen miktarı, örneğin ≤ %0,40 veya ≤ %0,40) mevcuttur. %0,50, bu da nitrojenle katı çözelti güçlendirmesi nedeniyle yeterince yüksek mukavemet elde edilmesini mümkün kılar. Yüksek basınçlı nitrojen enjeksiyonu (basınç altında verilen nitrojen miktarı, yani [N] > %0,4 veya ≥ %0,5) ile üretilen yüksek nitrojenli östenitik paslanmaz çelikler son derece yüksek mukavemete ve mükemmel kırılma tokluğuna sahiptir. Azotlu katı çözelti güçlendirmesi ve gerinim sertleştirmesinin kombinasyonu, bazı östenitik paslanmaz çeliklerin yüksek mukavemetli paslanmaz çelikler kategorisine girmesine olanak sağlamıştır.
Mevcut beş ana paslanmaz çelik sınıfı arasında krom-nikel östenitik paslanmaz çelik, en iyi karmaşık özelliklere sahiptir, en fazla kaliteye sahiptir, en eksiksiz aralığa ve spesifikasyona sahiptir, en geniş kapsama sahiptir, en hızlı şekilde gelişir, en büyük hacimlerde üretilir ve en geniş tüketim alanını kapsar. Küresel olarak ve büyük paslanmaz çelik üreten ülkelerde, krom-nikel östenitik paslanmaz çeliğin payı genellikle toplam paslanmaz çelik üretiminin %50-60'ından fazlasını oluşturur.
Nikel, az bulunan ve pahalı bir element olduğundan, kıtlığı özellikle savaş zamanlarında ciddi boyutlara ulaşıyor. 1940'larda piyasaya sürülen, nikelin yerini manganez ve nitrojenin aldığı standart krom-manganez östenitik paslanmaz çelikler (Amerikan AISI 200 serisi), uzun bir geliştirme dönemine rağmen dar bir kapsama ve düşük üretim hacmine sahiptir; Amerika Birleşik Devletleri'nde yıllık üretimleri toplam paslanmaz çelik üretiminin yalnızca yüzde birkaçını oluşturmaktadır. Son yıllarda, yüksek nitrojenli, yüksek mukavemetli ve ultra yüksek mukavemetli krom-manganezli östenitik paslanmaz çeliklerin ortaya çıkışının yanı sıra, yüksek nitrojensiz manganez araştırmalarında da ilerleme kaydedildi.
(3) Martensitik paslanmaz çelik
Martensitik paslanmaz çelik, özellikleri ısıl işlemle (su verme, temperleme) kontrol edilebilen bir paslanmaz çelik sınıfıdır. Kimyasal bileşimlerine göre martensitik krom ve martensitik krom-nikel paslanmaz çeliklere ayrılırlar.
Martensitik kromlu paslanmaz çelikler temel olarak üç tiptedir: düşük karbonlu ([C] ≤ %0,15), orta karbonlu ([C] %0,16–%0,40) ve yüksek karbonlu ([C] > %0,40). Karbon, martensitik kromlu paslanmaz çeliklerde önemli ve önemli bir alaşım elementidir.
Martensitik kromlu paslanmaz çelikler öncelikle 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13 gibi geleneksel çelikleri içerir. İçlerindeki krom içeriği en az %11,5 olup %18'e ulaşır, bu da bu çeliklere paslanmazlık özelliği ve zayıf ortamlarda korozyon direnci kazandırır. Karbon içeriği, yüksek sıcaklıkta ostenitik bir yapı ve söndürmeden sonra oda sıcaklığında martensitik bir yapı sağlamak için tipik olarak %0,10 ile %1,0 arasında krom içeriğine göre değişir. Katmanlı yüksek karbonlu martensit oluşumu ve karbürlerin çökelmesi nedeniyle bu çelikler yüksek mukavemet ve yüksek sertlik kazanır. Su verme sonrasında yapılan temperleme, su verme gerilimlerini azaltır ve homojen, stabil bir yapı oluşturarak çeliğe belirli bir süneklik, dayanıklılık ve iyi korozyon direnci (bir dizi özellik) kazandırır. Martenzitik kromlu paslanmaz çelikler, korozyon direnci açısından diğer tüm paslanmaz çelik sınıflarından daha aşağı olduğundan, ayrıca süneklik ve tokluğun düşük olması, kaynaklanabilme yeteneğinin zayıf olması veya hiç kaynaklanamaması nedeniyle yaygın kullanımları sınırlıdır.
Martensitik krom-nikel paslanmaz çelikler, geleneksel martensitik çeliklerin bazı dezavantajlarının üstesinden gelmek için geliştirilmiştir. İlk aşamada, ünlü çelik 1Cr17Ni2, karbonun nikelle değiştirilmesiyle oluşturuldu. Martenzitik kromlu çeliklere göre tokluğu artmış ve korozyon direnci artmış olsa da hala kaynak yapmaya uygun değildir.
1960'lardan bu yana geliştirilen modern (süper) martensitik paslanmaz çelikler, karbonu nikelle değiştirerek, ultra düşük karbon içeriği elde ederek ve %2-6 Ni ekleyerek, yüksek sıcaklıklarda östenitik bir yapıyı korur ve oda sıcaklığında su verme ve temperleme sonrasında düşük karbonlu veya ultra düşük karbonlu çıta martensit, geri dönüştürülmüş ostenit ve az miktarda ferritten oluşan kompozit bir yapı elde eder. Molibden, bakır ve diğer güçlendirici elementlerle ilave alaşımlama, bu çeliklerin iyi tokluk ve kaynaklanabilirliği korurken martensitik krom çeliklerinin yüksek mukavemetini korumasını sağlar. Aynı krom içeriğinde, modern martensitik çeliklerin korozyon direnci, geleneksel martensitik krom çeliklerinin korozyon direncini önemli ölçüde aşmaktadır. Bununla birlikte, düşük karbon içeriği nedeniyle modern martensitik çelikler, martensitik krom çeliklerinin doğasında bulunan yüksek sertlik, aşınma direnci ve yüksek kenar keskinliği özelliklerini kaybeder.
(4).Çift fazlı paslanmaz çelik
Östenitik krom-nikel paslanmaz çelikte az miktarda ferrit bulunmasının tanecikler arası korozyona karşı direnci arttırdığının keşfedilmesinden bu yana neredeyse yüz yıl geçti; bu, östenitik-ferritik (α+γ) krom-nikel çift fazlı çeliklerin ortaya çıkmasına ve sonuçta yukarıda bahsedilen üç ana paslanmaz çelik sınıfıyla birlikte resmi olarak tanınan bir çift fazlı çelik sınıfının oluşumuna yol açtı.
Yaygın olarak kullanılan α+γ nikel-krom çift fazlı çeliklerin nikel içeriği genellikle %5–%7 olduğundan, bu oran yaygın olarak kullanılan nikel-krom östenitik çeliklerin nikel içeriğinin yalnızca yarısı kadardır ve yeni geliştirilen ekonomik çift fazlı çelikler yalnızca %1–%4 Ni içerdiğinden, α+γ çift fazlı çelikler aynı zamanda nikel tasarruflu alaşımlı paslanmaz çeliklerin önemli bir sınıfıdır.
İki fazlı α+γ krom-nikel paslanmaz çeliklerin geliştirilmesi yaklaşık üç önemli aşamadan geçmiştir. Karakteristik alaşım elementlerine, PRE değerine (çukur korozyon direnci eşdeğeri), α- ve γ-faz oranındaki değişikliklere, görünüm periyoduna ve özelliklerin özelliklerine bağlı olarak, iki fazlı paslanmaz çelikler genellikle birinci, ikinci ve üçüncü nesil çeliklere ayrılır. Bileşimlerindeki karakteristik elementlere göre düşük alaşımlı, orta alaşımlı ve yüksek alaşımlı çift fazlı çeliklere ayrılabilirler.
İki fazın oranının kontrol edilmesindeki zorluklar, sınırlı sıcak işlenebilirlik, kaynaklanabilirlik ve ekonomik faktörler nedeniyle birinci nesil çift fazlı çeliklerin üretim hacmi düşüktü. Bununla birlikte, modern çift fazlı paslanmaz çeliklerin ortaya çıkışı, birinci nesil çeliklerin dezavantajlarını ve sınırlamalarını büyük ölçüde ortadan kaldırarak uygulama alanlarını genişletmelerine olanak tanımıştır ve artık mühendislik alanında muazzam gelişme potansiyeline sahip bir çelik sınıfı haline gelmiştir.
1971'den önce geliştirilen kaliteler, 1930'larda ortaya çıkan ilk çift fazlı çelik 1Cr25Ni5Mo1.5 dahil olmak üzere, ilk nesil çift fazlı paslanmaz çeliklere aittir. Birinci nesil çeliklerdeki nitrojen içeriği, elektrik ark ocaklarında eritme işleminin olağan seviyesindeydi. Her ne kadar birinci nesil çift fazlı çelikler karakteristik özelliklerini zaten tam olarak göstermiş olsa da, nispeten düşük PRE değeri ve farklı kaliteler arasındaki su verilmiş durumdaki faz oranındaki önemli farklılıklar nedeniyle, ki bunların doğru bir şekilde kontrol edilmesi de zordur, çift fazlı çeliklerin kaynaklı bağlantı bölgesindeki mükemmel özellikleri önemli ölçüde bozulmuş veya hatta tamamen kaybolmuştur; bu da, çift fazlı çeliklerin kaynaklı yapılarda uygulanmasını ve geliştirilmesini ciddi şekilde engellemiştir.
1971 ile 1989 yılları arasında ortaya çıkan kaliteler, ikinci nesil iki fazlı paslanmaz çeliklere aittir ve zorunlu nitrojen içeriği ile karakterize edilir. Azot, östeniti aktif olarak oluşturan ve stabilize eden bir element olduğundan, çelikteki içeriğinin artmasıyla birlikte, bir yandan ana metaldeki östenit fazının oranı artar ve östenitin yüksek sıcaklıklarda stabilitesi artar, bu da aynı sıcaklıkta ferrite dönüşen malzeme miktarının azalmasına yol açar. Öte yandan, yüksek sıcaklıklardan soğutma sırasında nitrojenin yüksek difüzyon hızı, ferritin ikincil östenite hızlı dönüşümünü teşvik eder, bu da kaynak sonrası füzyon hattında ve ısıdan etkilenen bölgede tek fazlı ferrit yapısının oluşumunu engeller. Azotun eklenmesi, ikinci ve sonraki nesillerin iki fazlı çeliklerinin ortaya çıkması ve gelişmesi için koşulları yarattı. Paslanmaz çelikteki nitrojen esas olarak ostenit içinde çözündüğünden, nitrojenin çift fazlı paslanmaz çelikler üzerindeki faydalı etkisi aslında nitrojenin çift fazlı çeliklerdeki ostenit fazının yapısı ve özellikleri üzerindeki etkisinin bir yansımasıdır.
1990'dan sonra tanıtılan kaliteler, üçüncü nesil çift fazlı paslanmaz çeliklere aittir ve molibden ve nitrojen içeriğinde daha fazla artış ile karakterize edilir, bu nedenle bu tür çeliklerin PRE değeri ≥ %40'tır ve korozyon direnci, özellikle oyuklanma ve çatlak korozyonuna karşı direnç daha da geliştirilir. Günümüzde bunlara süper çift fazlı paslanmaz çelikler de deniyor.
2000'li yılların başından beri iki fazlı paslanmaz çeliklerin gelişimi iki yönde ilerlemektedir. Bir yandan, İsveç şirketi Sandvik tarafından geliştirilen ve >%45 PRE değerine sahip hiper-iki fazlı paslanmaz çelikler olarak adlandırılan SAF 2707 ve SAF 3207 çelikleri gibi, daha da yüksek mukavemet ve mükemmel korozyon direnci elde etmek için alaşım elementlerinin içeriği artmaya devam ediyor. Öte yandan, çift fazlı çeliklerin maliyetini ve fiyatını azaltmak, aynı zamanda sıcak işlenebilirlik ve kaynaklanabilirliklerini önemli ölçüde iyileştirmek ve böylece diğer paslanmaz çelik türlerine kıyasla rekabet güçlerini artırmak için düşük nikel içerikli ve molibden içermeyen veya çok az molibden içeren ekonomik çift fazlı çeliklerin geliştirilmesine yönelik bir eğilim vardır.
(5). Dispersiyonla sertleşen paslanmaz çelik
Dispersiyonla sertleşen paslanmaz çelik, oda sıcaklığında matris yapısı martensitik, ostenitik veya ferritik olabilen ve uygun ısıl işlem sonucu matris üzerinde karbürlerin, nitritlerin ve diğer fazların yanı sıra intermetalik bileşiklerin çökelmesi (yaşlanması) ile güçlendirilen bir paslanmaz çelik sınıfıdır.
Şu anda, yaygın olarak kullanılan çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler esas olarak üç türe ayrılır: martensitik çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler, yarı östenitik çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler ve östenitik çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler. Ek olarak, genellikle ultra düşük karbonlu maraging paslanmaz çelikleri de içerirler.
Paslanmaz çeliğin çökeltme sertleştirme prensibi 1930'larda bilinmesine rağmen, birinci sınıf çökeltme sertleştirmeli paslanmaz çelik olan Paslanmaz W'nin piyasaya sürülmesinden sonra 1946'ya kadar pratik uygulama bulamadı. Daha sonra havacılık, uzay, nükleer ve kimya endüstrilerinin korozyon direncini yüksek dayanım-ağırlık oranıyla birleştiren çeliklere yönelik ihtiyaçları nedeniyle, yeni çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler ortaya çıkmaya başladı. Amerika Birleşik Devletleri'nde bu tür çelikler 600 serisi olarak sınıflandırıldı. Ultra düşük karbonlu maraging paslanmaz çelikler 1960'larda ortaya çıktı. Paslanmaz özellikler kazandırmak için krom eklenerek maraging çeliklerinden geliştirildiler. Tipik olarak martensitik çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelikler olarak da sınıflandırılırlar.
Martensitik dispersiyonla sertleşen paslanmaz çelik, katı çözelti işleminden sonra martensitik dönüşüme uğrayan kararsız bir östenitik yapıya sahiptir. Daha sonraki yaşlanma, çeliği güçlendiren martensitik matris üzerinde ikinci bir fazın çökelmesine yol açar.
Ultra düşük karbonlu maraging paslanmaz çelik, paslanmaz özelliklere sahiptir; Katı çözelti işleminden ve içinde yaşlandırmadan sonra, ikinci bir faz, çeliği güçlendiren ultra düşük karbonlu, yüksek nikelli martensit matrisi üzerinde çöker.
Yarı östenitik çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelik de kararsız östenit içeren bir çeliktir, ancak östeniti martensitik çökeltmeyle sertleşen çeliklerinkinden daha kararlıdır. Oda sıcaklığında sertleştirilmiş durumda, yarı-östenitik dispersiyonla sertleşen çelik, ostenitik bir yapıya sahiptir. Soğuk plastik deformasyondan, düşük sıcaklıkta işlemden veya ayarlama işlemi için yaklaşık 750°C'ye ısıtıldıktan sonra östenit martensite dönüştürülebilir, ardından daha sonraki yaşlandırma yoluyla martensitik matris üzerinde çeliği güçlendiren ikinci bir faz oluşturulur.
Östenitik çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çelik, stabil bir östenitik yapıya sahiptir. Katı çözelti işleminden ve ardından yaşlandırmadan sonra, östenitik matristen çeliği güçlendiren ikinci bir faz salınır.
Shanghai Xinliang Paslanmaz Boru Sanayi A.Ş., yüksek hassasiyetli boru bileşenlerinin işlenmesinde uzman olarak konumlandırılmış olup, müşterilere tasarımdan teslimata kadar eksiksiz çözümler sunmaktadır. Şirket, orta ve üst düzey hassasiyette, ultra küçük, ince duvarlı paslanmaz kılcal boru ve bileşenlerinin üretimi, işlenmesi ve satışı konusunda uzmanlaşmıştır.
Yüksek kaliteli paslanmaz hammaddeler kullanıyoruz ve kimyasal bileşimi sıkı bir şekilde kontrol ederek ürünlerin mükemmel korozyon direncini ve mekanik özelliklerini garanti ediyoruz.
Yaygın olarak kullanılan malzemeler aşağıdakileri içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir:
