1. PASLANMAZ ÇELİKLER

304 Kalite -316 Kalite -430 Kalite

1. Paslanmaz Hakkında Genel Tanıtım

Normal alaşımsız ve az alaşımlı çelikler korozif etkilere karşı dayanıklı olmadıklarından, bu tür uygulamalar için genellikle paslanmaz çeliklerin kullanılması gerekir. Paslanmaz çelikler mükemmel korozyon dayanımları yanında, değişik mekanik özelliklere sahip türlerinin bulunması, düşük ve yüksek sıcaklıklarda kullanılabilmeleri, şekil verme kolaylığı, estetik görünümleri gibi özelliklere sahiptirler. Paslanmaz çelikler bileşimlerinde en az %11 krom içeren bir çelik ailesidir. Bu çeliklerin yüksek korozyon dayanımını sağlayan unsur; yüzeye kuvvetle tutunmuş, yoğun, sünek, çok ince ve saydam bir oksit tabakasının bulunmasıdır. Çok ince olan bu amorf tabaka sayesinde paslanmaz çelikler kimyasal reaksiyonlara karşı pasif davranarak indirgeyici olmayan ortamlarda korozyona karşı dayanım kazanırlar. Söz konusu oksit tabakası, oksijen bulunan ortamlarda oluşur ve dış etkilere (aşınma, kesme veya talaşlı imalat vb.) bozulsa dahi kendini onararak eski özelliğine tekrar kavuşur.

1. Paslanmaz Çeliklerin Üstünlükleri

- Korozyon dayanımı

- Yüksek ve düşük sıcaklığa karşı dayanımı

- İmalat kolaylığı

- Mekanik dayanımı

- Görünüm

- Hijyenik Özellik

- Uzun ömür

Paslanmaz çelikler 5 ana grupta toplanırlar:

· Ferritik

· Martenzitik

· Ostenitik

· Ferritik-Ostenitik (dubleks)

· Çökeltme sertleşmesi uygulanabilen alaşımlar

2. 304 Kalite Paslanmaz Çelik ASTM 304 (Kalite 304) en büyük paslanmaz çelik başarı hikâyesidir. Tüm paslanmaz çelik üretiminin %50 ‘sini ve paslanmaz tüketiminin yaklaşık yarısını oluşturarak, hemen hemen tüm endüstriyel uygulamalarda kullanılır. 304 sadece her uygulamaya uyabilen bir paslanmaz çelik değildir; aynı zamanda 304 ‘ün niteliklerini anlamak, istenilen bir uygulamada paslanmaz çeliğin uygunluğunu tanımlamada pratik bir temel ve östenitik paslanmaz çelik grubunun malzemelerini karşılaştırmak için mükemmel bir temel sağlar.

2.1. Bileşenleri: Kalite 304L (Lütfen Tablo-1 ‘e bakınız), kaynakla tutturulmuş parçalarda mümkün olabilecek korozyon hassasiyetini önlemek amacıyla arasıra kullanılan düşük karbonlu bir 304 ‘tür. Kalite 304H (Lütfen kimyasal değerler tablomuza bakınız), dayanımı artırır, (özelikle 500 ºC üzerindeki sıcaklıklarda) 304L ‘e göre daha yüksek bir karbon içerir. Hassas korozyon ihtimali olan uygulamalar için bu kalite kullanılmaz.

Tablo-1: 304 ‘ün Bileşenleri ve İlgili Kalite ‘ler

Standard Adı Kalite %C %Si %Mn %P %S %Cr %Ni

ASTM 304 304 0,08 1,00 2,00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5

304L 0,03 1,00 2,00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-12,0

304H 0,04-0,10 1,00 2,00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-12,0

Not-1: Aralık olarak verilmeyen % oranları maksimum oranları göstermektedir. Not-2: Bu değerler ASTM A240 ‘da, plaka, saç ve rulo için tanımlanmış değerlerdir. Diğer bazı ürünler için tanımlama bu değerlerden biraz farklı olabilir. 304L ve 304H ‘ın her ikisi de plaka (yassı ürün) ve boru için uygundur, fakat 304H stok öncesi daha az bulunabilir. 304L ve 304H bazen standart 304 gibi stoklanır. (Test sertifikaları bunun “L” ‘mi “H” ‘mı olduğunu teyit eder)

2.2. Korozyon Dayanımı: 304 Kalite çok geniş bir alanda mükemmel bir korozyon dayanımına sahiptir. Birçok mimari inşaat uygulamalarında paslanma yapmaz. Ayrıca, birçok gıda üretimi ve prosesi yapılan çevrelerde, kolayca temizlenip, organik kimyasallara, çok geniş bir alanda inorganik kimyasallara ve renkli boya maddelerine karşı dayanıklıdır. 304 Kalite, orta sıcaklık da ki klorit ortamlarda, 50 ºC üzerindeki sıcaklıklarda çekme kuvvetinin uygulandığı stres korozyonu kırılması ve çekirdeklenme ve çatlama korozyonuna maruz kalır. Bunun yanında, kısa süreli aralıklarla ve temizliğin düzenli yapılıp, uygulandığı (örneğin tencerelerde ve bazı yat bağlantılarında) yerlerdeki ılık klorit ortamlarda başarıyla uygulanabilir.

2.3. Isı Dayanımı: 304 Kalite 870 ºC ‘de ki kısa süreli aralıklarla çalışıldığı ve 925 ºC ‘de ki sürekli çalışıldığı yerlerde iyi bir oksitlenme dayanımına sahiptir. 304 ‘ün 425 – 860 ºC aralığında, eğer takip eden uygulama oda sıcaklığındaki sulu ortamlardaki çalışma ise, tavsiye edilmez. Fakat bu sıcaklık aralığının üzerinde veya altında değişen ortamlarda bazen iyi performans gösterir. 304L kalitesi karbür çökelmesine karşı daha dayanımlıdır ve yukarıda bahsi geçen sıcaklık aralığında kullanılabilir. Yüksek sıcaklıkta malzeme dayanımının önemli olduğu yerlerde, yüksek karbon değerlerine ihtiyaç duyulur. Örneğin AS1210 basınç kapları kodu 304L ‘nin kullanım operasyon sıcaklığını 425 ºC ile sınırlar ve 304 kalitenin kullanımı, 550 ºC sıcaklığın üzeri için, karbon değeri %0,04 ve daha yüksek değerlere kısıtlanır. 304 Kalite sıvılaştırılmış gazların düşük sıcaklıklarda mükemmel bir tokluğa sahiptir ve bu sıcaklıklarda uygulaması da bulunur.

2.4. Fiziksel ve Mekanik Özellikleri: Tablo-2: 304 Kalitenin ASTM A240m ‘de verilen Mekanik Özellikleri (Tavlanmış Olarak)

Çekme Mukavemeti Min. 515 MPa

%0,2 Akma Mukavemeti Min. 205 MPa

Uzama % Min. %40

Sertlik (Brinell) Maks. 201 HB

Sertlik (Rockwell) Maks. 92 HRB

Sertlik (Vickers) Maks. 210 HV

Not: Diğer standartlarda özellikler çok az farklı olarak verilmektedir.

Tablo-3: 304 Kalitenin Fiziksel Özellikleri (Tavlanmış malzemenin tipik özellikleri)

Yoğunluk 8.000 Kg/m3

Akma Modülü 193 GPa

Ortalama Termal Uzama Katsayısı 0 – 100 ºC 17,2 µm/m/ ºC

Ortalama Termal Uzama Katsayısı 0 – 315 ºC 17,8 µm/m/ ºC

Ortalama Termal Uzama Katsayısı 0 – 538 ºC 18,4 µm/m/ ºC

Termal İletkenlik 100 ºC ‘de 16,2 W/m.K

Termal İletkenlik 500 ºC ‘de 21,5 W/m.K

Spesifik Isı 0 – 100 ºC 500 J/kg.K

Elektrik İletkenliği 720 nOhms.m

Diğer östenitik kaliteler gibi, tavlanmış şekildeki 304 de neredeyse manyetik değildir. (çok düşük manyetik özellik). Fakat soğuk haddelendikten sonra, önemli ölçüde manyetik özelliğe sahip olabilir. (Tavlamayla tersine çevrilebilir) Diğer östenitik çeliklerde olduğu gibi, 304 de ancak soğuk haddeleme ile sertleştirilebilir. 1.000 MPa ‘lı aşan kopma mukavemet değerlerine ulaşılabilir ve talep edilen miktar ürün şekline bağlı olarak da özel soğuk haddelenmiş, mukavemeti yüksek bir sipariş de verilebilir. (Bakınız ASTM A666 veya EN 10088-2) Tavlama işlemi 304 kalitede uygulanan ana ısıl işlemdir. Bu 1.010 – 1.120 ºC ‘ye kadar ısıtıp, hızlı bir şekilde soğutmayla –genelde suya daldırma- gerçekleştirilir.

316 Kalite Paslanmaz Çelik: Bir Basamak İleri Diyebiliriz… Eğer bir uygulama 304 kalitenin sağlayacağı korozyon dayanımından daha yüksek bir dayanım gerektiriyorsa, 316 kalite bir basamak ilerisidir. 316 Kalite görsel olarak 304 kaliteyle eşdeğer bir mekanik, fiziksel ve üretilebilirlik karakterine sahip olmakla birlikte, özellikle klorit ortamlarda ki çekirdeklenme paslanmasına karşı 304 kaliteden daha iyi bir korozyon direncine sahiptir. 316 kalite paslanmaz çelik ailesinde ikinci en popüler kalitedir. Tüm üretilen paslanmaz çelik ürünleri arasında %20 ‘lik bir tüketim oranına sahiptir.

3.1. Bileşenleri: Tablo-1 316, 316L ve 316H kalitelerinin karşılaştırmasını göstermektedir. 316L kalite düşük karbonlu bir 316 ‘dır ve kaynaklı parçalardaki hassas korozyona karşı kullanılır.

316H kalite 316 L ‘ye göre daha yüksek oranda karbon içerir ve mukavemeti yüksektir.(özellikle 500 ºC üzerindeki sıcaklıklarda) Fakat hassas paslanmanın görülebileceği yerlerde kullanılmamalıdır.

Tablo-1 316 Kalite Bileşenleri

Kalite C% Mn% Si% P% S% Cr% Ni% Mo% N%

316 0,08 2,00 0,75 0,045 0,03 16,0-18,0 10,0-14,0 2,0-3,0 0,10

316L 0,03 2,00 0,75 0,045 0,03 16,0-18,0 10,0-14,0 2,0-3,0 0,10

316H 0,04-0,10 2,00 0,75 0,045 0,03 16,0-18,0 10,0-14,0 2,0-3,0 -

3.2. Korozyon Direnci: 316 Kalite, geniş bir kullanım alanında mükemmel bir korozyon direncine sahiptir. 304 Kaliteyle karşılaştırıldığında esas avantajı, ılık klorit ortamlardaki çekirdeklenme ve çatlama korozyonlarına karşı artırılmış direnme gücüdür. Tüm mimari uygulamalarda oluşabilecek paslanmalara karşı dirençlidir ve hatta deniz gören yapılar, köprü bağlantıları ve kirişleri gibi çok zor şartlar içinde bazen kullanılır. Gıda prosesi yapılan çevrelerde, çok kolayca temizlenme özelliğiyle, çok dayanımlıdır ve organik kimyasallara, boyalara ve geniş bir inorganik kimyasallar grubuna dayanım gösterir. Sıcak klorit ortamlarda, 316 kalite çekirdeklenme ve çatlama korozyonu ve 50 ºC ‘nin üzerindeki sıcaklıklarda çekme stresine maruz kaldığı durumlarda stres korozyon kırılmaları görülür. Bu tür zor koşullarda 2205 (UNS S 31803) veya %6 molibden içeren yüksek alaşımlı östenitik kaliteler (UNS S31254) gibi dubleks kaliteler uygun seçim olur. 316 Kalitenin yüksek veya düşük karbon içeren alt sürümlerinin (316L ve 316H) korozyon dayanımları standart 316 gibidir. Bu alt sürümler genelde kaynaklamada daha iyi bir dayanım göstermesi sebebiyle (316L) veya yüksek sıcaklıkta yüksek mukavemet için (316H) tercih edilirler.

3.3. Isı Dayanımı:

304 kalite gibi, 316 kalite de 870 ºC ‘deki aralıklı uygulama şartlarında ve 925 ºC ‘deki sürekli uygulama şartlarında iyi bir oksitlenme dayanımına sahiptir. 316 kalitenin 425 ºC ile 860 ºC arasında sürekli bir çalışma ortamına maruz kalması, eğer uygulama sonrası oda sıcaklığında sulu bir ortam olarak devam ediyorsa, tavsiye edilmez. Fakat bu kaliteler bazen bu belirtilen aralığın üstünde veya altında değişen sıcaklıklarda iyi performans da gösterebilirler. 316L kalitesi karbür çökelmesine karşı standart 316 kaliteden ve 316H ‘dan daha dirençlidir ve yüksek sıcaklık aralığında kullanılabilir. Yinede, yüksek sıcaklık mukavemetinin önemli olduğu yerlerde yüksek karbon değerlerine ihtiyaç duyulur. Örneğin, basınçlı kaplar standardı 316L ‘nin operasyon sıcaklığını 450 ºC ile sınırlar ve 550 ºC sıcaklıklar için 316 kalitede karbon değerinin %0,04 veya üstü bir değerde olmasına izin vermez. 316H veya titanyum içeren sürümü 316Ti yüksek sıcaklık uygulamaları için uyarlanabilirler. Diğer östenitik paslanmaz çelikler gibi, 316 da sıvılaştırılmış gazların düşük sıcaklıklarında mükemmel bir tokluğa sahiptirler ve genelde cryogenic kaplar için 304 gibi daha düşük maliyetli kalitelerin tercih edilmesine rağmen, bu sıcaklıklarda uygulamaları vardır.

3.4. Fiziksel ve Mekanik Özellikler: Lütfen Tablo-2 ve Tablo-3 ‘e bakınız.

Tablo–2: 316 Kalitenin ASTM A240M ‘de verilen Mekanik Özellikleri (tavlanmış şekilde)

Tablo–3: 316 Kalitenin Fiziksel Özellikleri (Tavlanmış şekilde tipik değerleri)

Kopma Mukavemeti 515 MPa min. Yoğunluk 8.027kg/m3

0.2% Akma Mukavemeti 205 MPa min. Elastik modulüs 193 GPa

Uzama 40% min. Ortalama termal genleşme katsayısı

Brinell Sertlik Değeri 217HB maks. 0 - 100oC 15,9 µm/m/oC

Rockwell Sertlik Değeri 95HRB maks. 0 - 315oC 16,2 µm/m/oC

Not: Diğer standartlarda çok ufak farklı değerler verilebilir. 0 - 538oC 17,5 µm/m/ oC

0 - 649oC 18,6 µm/m/ oC

0 - 815oC 20,0 µm/m/ oC

Termal iletkenlik

100oC ‘de 16,3 W/m.K

500oC ‘de 21,5 W/m.K

Spesifik Isı 0 - 100oC 500 J/kg.G

Elektrik Direnci 20oC 740 nOhm.m

Diğer östenitik kaliteler gibi, 316 ‘da hemen hemen manyetik değildir. (çok düşük manyetik geçirgenlik gibi) 304 kalite soğuk haddeleme ile önemli ölçüde manyetikleşirken, 316 kalite hemen hemen hiç etkilenmez. Bu özelliği bazı uygulamalarda tercih edilmesinde bir sebep olabilir. 316 kalitenin diğer östenitik kalitelerle ortak özelliği de sadece soğuk haddeleme ile sertleştirilebilmesidir. 1.000 MPa ‘ı aşan kopma mukavemetine, talep edilen ürün ve miktarın şekline bağlı olarak ulaşılabilir. Özel olarak tanımlanmak kaydıyla soğuk haddeleme mukavemetine göre sipariş de verilebilir. (ASTM A666 veya EN 10088-2 ‘ye bakınız) Tavlama (çözüm işlemi olarak da adlandırılabilir) 316 kalitelerde uygulanan ana ısıl işlemdir. Bu 1010 -1120 oC sıcaklığa ısıtarak hızlı soğutmayla (genelde suya daldırarak) gerçekleştirilir.

3.5. Üretilebilirlik: Diğer östenitik kaliteler gibi 316 ‘da mükemmel bir şekillendirilebilme özelliğine sahiptir. Lavabo, tencere gibi, derin çekme paslanmaz parçalarının üretiminde olduğu gibi ara ısı yumuşatma işlemine tabii tutmadan derin çekme yapılabilir. Yinede, normal uygulamalar için 316 kalitenin ekstra korozyon direnci gerekli değildir. 316 kalite endüstride ve mimari uygulamalarda birçok parça çeşidi üretiminde kolayca bükülerek ve haddelenerek kullanılabilir. 316 kalitenin uygun bir kaynaklanabilme özelliği vardır ve bütün standart kaynaklama teknikleri uygulanabilir. (oxyacetylene normalde uygulanmamasına rağmen) Kaynak sonrası tavlama, 316 ‘nın korozyon dayanımını korumak için bazen gerekli olmasa da, ağır ölçülü üretimlerde onu daha uygun kılar; uygun bir kaynak sonrası temizleme tavsiye edilir. 316 ‘nın işlenebilirliği birçok karbon çeliğinde daha düşüktür. Standart östenitik kaliteler gibi 316 da, eğer yavaş bir besleme yapılırsa, düşük hızlarda ve soğutma sıvısı kullanarak, sert ve keskin uçlarla kolayca işlenebilir. 316 ‘nın işlenebilirliği iyileştirilmiş sürümleri de mevcuttur.

4. 430 Kalite Paslanmaz Çelik:

Kodu 1.4016 paslanmaz çelik olan bu kalite aynı zamanda EN standartlarında X6Cr17 olarak da bilinmektedir. 430 kalite paslanmaz çelik hayatımızın birçok alanında yer almaktadır. 430 kalite paslanmaz çelik özellikleri bakımından ferretik sınıfına giren, düşük karbonlu ve krom içerikli bir paslanmaz çelik kalitesidir. 430 paslanmaz malzemelerin kaynak yapılabilirliği sınırlıdır. Öte yandan 430 paslanmaz çelikler nikel ve molybden içermedikleri için 300 serisi paslanmaz çeliklere oranla fiyat açısından daha uygunlardır. Bu kalitedeki paslanmazlar kullanıldığı malzemelerde iyi bir yüzey görünümü sağlarlar. 430 kalite paslanmaz çelik malzemeler Nikel içermediği için mıknatıslanma yapabilir. 430 kalite paslanmaz çelik 1.4016 paslanmaz çelik olarak da adlandırılmaktadır.

Genelde dekoratif amaçlı yerlerde, otomotiv sektöründe, yıkama makinelerinde, parlak yüzey isteyen uygulamalarda ya da ev gereçlerinde kullanılan 430 kalite paslanmaz grubu kararmaya veya paslanmaya yol açabilecek dış ortamlar ve korozif ortamlar için uygun değildir. Özellikle buzdolabı ve bulaşık makinesi gibi beyaz eşyalarda sıklıkla kullanılmaktadır. 430 kalite malzemeler düşük alaşımlı olmaları sayesinde uygun fiyatlara temin edilebilmektedir. 430 kalite paslanmaz çeliğin mekanik dayanımı 304 ve 316 kalite paslanmaz çeliğe oranla çok daha iyidir. Öte yandan bu kalitedeki malzemeler ısıl işlem almamaktadır. Bu paslanmaz çelik kalitesi dövülerek şekillendirme için uygun değildir. Dövülme esnasında kırılabilir. 430 kalite paslanmaz çelik malzemelerine kaynak yapılması tavsiye edilmemektedir.

Üretimimizde olan Paslanmaz Çelikler arasında ki Kıyaslama:

304 ve 430 Arasındaki Farklar

304 ve 430 en çok kullanılan paslanmaz çelik alaşımlardır. Her ikisi de pratik uygulamalar sunmaktadır. Bu paslanmaz çelik kaliteleri arasında birkaç farklılık ve benzerlik vardır. 

• Farklı kimyasal bileşim

304 alaşımı ,% 18 krom dayanıklılığı ve% 8 nikel yumuşak parlaklığını içerir. Bu zengin krom ve nikel karışımı, maksimum pas ve korozyona karşı koruma sağlar. 18/8 paslanmaz çelik en çok paslanmaz çelik sofra takımında bulunur.

430 alaşımı ,% 18 krom içerir ve nikel içermez.18 / 0 paslanmaz,% 18 kromun etkileyici bir görünüm ve dokunuşa ve dayanıklı, yüksek cila kaplamalarına sahiptir. Pas ve korozyona karşı düşük direnç sağlar. 18/0 paslanmaz ağır ticari kullanıma göre nispeten iyi tutar ancak 304 gibi parlak bir görünüme sahip değildir.

• Farklı manyetizma

430 kalite paslanmaz çelik manyetik ancak 304 değildir. 430 ve 304 paslanmaz çelik arasındaki önemli fark, 430 SS derecesi ferritik bir alaşımdır, yani varsayılan olarak manyetiktir. ● Farklı işlenebilirlik

Taban çelik alaşımında daha fazla nikel ve krom, daha sert ve daha dayanıklıdır. Sonuç olarak, makine ve cila yapmak daha pahalıdır. Bu nedenle, 430'un şekillendirilmesi biraz zor, 304'ün şekillendirilmesi ve kaynaklanması daha kolaydır. ● Farklı Maliyetler

En yaygın ve pahalı çelik türü Tip 304'tür, Fakat en popüler ve en ucuz çelik türü 430'dur. Bu, 304'e ekonomik ve alternatif bir yaklaşımdır.

• Bazı farklı uygulamalar

Tip 430 paslanmaz çelik , çamaşır kurutucularının ve bulaşık makinelerinin içi olan otomotiv döşeme üretiminde idealdir. Üreticiler, düzenli olarak korozif ortamlara maruz kalan mutfak davlumbazları, tezgahlar, gıda işleme ekipmanları ve diğer ekipmanların üretiminde 304 paslanmaz çelik kullanmaktadır.

Genel olarak, 304 kalite sınıfı , çoğu uygulamada daha iyi bir seçimdir. Ancak, 430, imalat işlemi için ılımlı bir dirence gereksinim duyan, iyi ve düşük maliyetli bir alternatiftir.

304 ve 316 Arasındaki Farklar

-304 tip ve 316 tip alaşımların arasındaki farklılıkları ortaya koyabilmek adına öncelikle ikisinin de özelliklerini ve yapılarını ele almakta fayda var. Alaşımlar arasında ortak noktaların çokça bulunmasına rağmen içeriklerindeki bileşen farklılıkları doğal olarak ürünlerin dayanıklılık, manyetizm ve kullanım alanlarını da farklılaştırmaktadır.

304 Kalite Paslanmaz Çelik Özellikleri

-304’te %18 krom ve %8 nikel bulunmaktadır. Bu bileşen ile görüntü olarak mat ve doku olarak daha kaliteli bir yapı elde edilmektedir. Genel olarak 304 kalite ile diğer çelik türleri kıyaslanarak kullanım alanları arasında farklılıklar ortaya konulur. Bunun nedeni ise suya dayanıklı olma özelliğine sahip olan 304’ün dünya çapında en yaygın talep gören tür olmasıdır. Şekillenebilirlik açısından oldukça avantajlı olan 304, karbon çeliklerine kıyasla işlenilebilirliği daha düşüktür.

316 Kalite Paslanmaz Çelik Özellikleri

-316 tip kalite paslanmaz çeliğin bileşenleri %16 krom, %10 nikel ve %2 molibden içerir. En yüksek kalite paslanmaz çelik grubunda yer alan 316, oldukça dayanıklı bir alaşımdır. Korozyona karşı oldukça yüksek bir dirence sahiptir; asit ve deniz suyu gibi etkenlere karşı bozulmaya karşı koyabilir. Mıknatıslanma özelliği yoktur ve kolay şekillenebilirler.

304 ve 316 Arasındaki Farklar Nelerdir?

-316, 304’e kıyasla daha fazla nikel oranına sahiptir ve buna ek olarak %2 molibden içermesi nedeni ile dayanıklılık açısından 304’ten ayrılır. 304 ile oldukça yakın seviyede mekanik özelliklere sahip olan 316 genel olarak 304 ile benzer yapıda olmasına rağmen klorit ortamda bulunduğunda çekirdeklenme paslanmasına karşı 304’e göre daha dayanıklıdır. Bu nedenle eğer yapılacak olan uygulama ve elde edilecek ürünün kullanım ortamında daha yüksek bir direnç ve koruma isteniyorsa 316 tercih edilmelidir.