Paslanmaz çelik, minimum %10,5 ve üzeri oranda krom elementi içeren bir demir- karbon alaşımıdır. Krom elementi aşağıdaki göreceğiniz gibi çeliği paslanmaya karşı koruyan temel bileşendir. İsmini bu çeliklerin, diğer çelikler gibi lekelenmemesi, korozyona uğramaması ve paslanmamasından almaktadır. Bu malzeme aynı zamanda, alaşım tipi ve kaliteleriyle detaylandırılmamış şekliyle, özellikle havacılık endüstrisinde korozyon dayanımlı çelik olarak da adlandırılır.
Günümüzde, ürünün ömrü boyunca uygulandığı zorlu çevre şartlarında problemsiz bir şekilde çalışan birçok farklı ve kolayca ulaşılabilecek kalitelerde ve yüzey özelliklerinde paslanmaz çeliklere ulaşmak çok kolaydır. Normal günlük yaşamımızda çatal-bıçak-kaşıktan, saatlere kadar bu ürünlerin çok geniş bir şekilde kullanıldığını görürüz.
Paslanmaz çelik, korozyona ve oksitlenmeye karşı yüksek dirence sahiptir. Fakat her bir uygulama için doğru kalitede paslanmaz çeliğin seçilmesi büyük önem taşır. Kalite seçiminde ilk adım, tasarım aşamasında paslanmaz çeliğin maruz kalacağı tüm çalışma şartlarının detaylı bir şekilde analiz edilmesiyle başlar.
Normal oda sıcaklığında ve hava şartlarında yüksek oksitlenme direnci, minimum %13 (ağırlık olarak), çok sert ve zor çevre şartlarında %30 ‘a kadar krom ilavesiyle başarılır. Paslanmaz çelikteki krom elementi oksijene maruz kaldığı zaman (normal atmosferde bulunan oksijen kastedilmektedir) hemen krom-oksit (Cr2O3) pasivasyon tabakası oluşturur. Bu katman gözle görülemeyecek kadar incedir ve ürünü oluşturan metale (paslanmaz çeliğin) su veya herhangi bir gaz, oksijen nüfuzunu tamamen engelleyerek, örttüğü metali korur. Ayrıca, bu katmanın herhangibir nedenle yırtılması, açılması veya çizilmesi durumunda oluşacak açıklık, çok hızlı bir şekilde tekrar katmanın kendisini yenilemesiyle tekrardan oluşur. Bu olaya pasivasyon adı verilir ve titanyum gibi bazı diğer metallerde de görülür. Nikel elementi de, diğer düşük oranlarda kullanılan molibden ve vanadyum gibi elementler pasivasyon özelliğine katkı sağlar.
Paslanmaz çeliğin korozyona ve lekelenmeye karşı olan direnci, onu ticari olarak geniş bir uygulama alanında, düşük bakım maliyeti, diğerleriyle karşılaştırıldığında daha ucuz ve göz alıcı bir görünüme sahip olması nedeniyle ideal ve vazgeçilmez bir malzeme kılar. Toplamda 150 ‘nin üzerinde paslanmaz çelik kalitesi olmasına rağmen, bunlar arasında 15 tanesi çok kullanılan ve piyasada çok tanınan paslanmaz çeliklerdir.
Paslanmaz çelikler; levha , rulo , çubuk, tel, boru gibi birçok şekilde soğuk ve sıcak haddeleme yöntemleri ve döküm parçaları olarak, gıda endüstrisinde, tıpta, cerrahi donanımlarda, endüstriyel donanımlarda, otomotivde, beyaz eşyada, yapılarda ve yapı elemanlarında, binalarda gibi birçok alanda geniş bir şekilde kullanılmaktadır. Paslanmaz çeliklerin kullanıldığı alanlardan biri de mücevher ve saat gibi günlük yaşamımızda yanımızdan hiç ayırmadığımız ürünlerdir. Mücevherlerde kullanılan en yaygın kalite 316L ‘dir. Paslanmaz çelik gümüş gibi zamanla oksitlenme ve kararma yapmaz. Ayrıca paslanmaz çeliğin yoğunluğu gümüşe oranla biraz daha hafif olmasında dolayı tasarımcılara kolaylık sağlar.
Paslanmaz çelik %100 geri dönüştürülebilirdir. Kullanılan paslanmaz çeliğin %60 ‘ı ömrünü tamamlamış ürünlerden alınan paslanmaz çelikler ve üretim proseslerinin hurdaları gibi geri dönüştürülen malzemelerin tekrardan değerlendirilmesiyle üretilmektedir.
Demir-krom alaşımlarının korozyona karşı olan direnci ilk defa 1821 yılında Fransız metalürjist Pierre Berthier tarafından fark edilmiştir. O dönemdeki teknoloji, krom ile demiri bugünkü gibi işleme tabi tutabilmeye yetmediği için pratik olarak kullanıma geçilememiştir. 1890 ‘larda Alman Hans Goldschmidt karbonsuz krom üretimin yolunu açan alimunotermik yöntemini bulmuştur. Bu tarihten itibaren paslanmaz çelik üzerine birçok çalışma yapılmıştır.
Modern paslanmaz çeliklerin başlangıcı, 1913 yıllarında İngiliz metalürjist Harry Brearly tarafından rastlantısal olarak tüfek namlularını geliştirmek için araştırma yaparken keşfedilerek başlamıştır. Bu da paslanmaz çeliğin başlangıç noktası olmuştur. Daha sonrasındaki çalışmalarda, 18-8 olarak nitelendirilen (304) östenitik paslanmaz çelik yaklaşık 1920 ‘li yıllarda piyasaya çıkmış ve uygulamalarında büyük bir başarı sağlanmıştır. 1930‘lardan itibaren paslanmaz çelik endüstride ve günlük hayatımızda vazgeçilmez bir yer almıştır.
Bu gelişmeleri diğer alaşım elementleri ile sürdüren araştırmacılar, bugün tanıdığımız paslanmaz çelik kalitelerini zamanla geliştirmişlerdir. Dubleks paslanmaz çelikler bundan yaklaşık 70 yıl önce, sülfit kağıt endüstrisinde kullanım amaçlı olarak geliştirilmiştir. Dubleks alaşımlar ilk etapta klorit yatak soğutma sularının ve diğer keskin kimyasal proses sıvılarının yol açtığı korozyon problemiyle başa çıkabilmek için kullanıldı. 1970 ‘lerdeki Kuzey Denizindeki gaz ve petrol istasyonlarının gelişimiyle, ikinci bir kuşak dubleks paslanmaz çelik geliştirildi. Buna göre belirli bir oranda nitrojen ilavesi, tokluğu, kaynaklanabilmeyi, klorit korozyon dayanımını artırmıştır. En yaygın olarak kullanılan UNS S31803 olarak adlandırılan karışık kompozisyon 1996 yılında dubleks çelik UNS S32205 standartlaştırılmıştır.
II. Dünya Savaşı esnasında, yapılan araştırmalarla çökelmeyle sertleştirilen paslanmaz çelikler keşfedilmiştir. Standart olmayan bu kalitelerin ilk örneği 1948 yılında 17-7PH olarak adlandırılan paslanmaz çelik olmuştur.
Paslanmaz Çelik Çeşitleri Paslanmaz çeliğin değişik çeşitleri vardır. Örneğin nikel ilave edildiğinde demirin östenitik mikroyapısı istikrarlı hale gelir. Bu kristal yapı çeliği manyetik olmayan, düşük sıcaklıklarda daha az kırılgan olan bir çelik haline getirir. Daha yüksek sertlik ve mukavemet için içerdiği karbon miktarı artırılır. Isıl işlemlerle birlikte bu çelikler jilet, bıçak ve kesici uçlar gibi birçok üründe kullanılabilir. Mangan da birçok çelikte değişik oranlarda bulunur ve nikelin vermiş olduğu östenitik yapının korunmasına, daha düşük maliyetlerle yardımcı olur. Paslanmaz çelikler kristal mikroyapılarına göre beş gurupta sınıflandırılırlar: