Paslanmaz çelik çeşitleri nelerdir, hangi uygulamalarda hangi ürünler daha avantajlıdır? Bu içeriğimizde paslanmaz çelik çeşitleri hakkında bilgi vererek, farklı türlerin işlevsel özelliklerini 5 ana başlık altında detaylandıracağız. Paslanmaz çelik türleri kimyasal yapıları açısından akademik bir konu olduğundan tanıtıcı nitelikteki bilgileri, sade ve anlaşılır şekilde aktarmaya çalışacağız.

Paslanmaz çelik türleri son derece değerli elementleri içeren metal alaşımları oldukları için hurda değerleri de oldukça yüksektir. Hurda alımı ve fiyatlandırma süreci hakkında detaylı bilgiler için güncel hurda paslanmaz krom fiyatları sayfamıza göz atabilirsiniz.

5 Ana Kategoride Paslanmaz Çelik Çeşitleri Neler?

Paslanmaz nitelikteki metaller, farklı elementlerin bileşiminden üretilen demir alaşımlarıdır. Paslanmaz çelik çeşitleri, bilimsel olarak öncelikle alaşımların kristal yapılarına göre kategorize edilir ve 5 farklı ana kategori bulunur.

Paslanmaz çelik çeşitleri şunlardır:

Östenitik paslanmaz çelikler
Ferritik paslanmaz çelikler
Martensitik paslanmaz çelikler
Dubleks (ferritik-östenitik) paslanmaz çelikler
Çökelmeyle sertleştirilmiş paslanmaz çelikler

Alaşımların iç yapısını belirleyen en önemli elementler; krom, nikel, molibden ve mangan elementleridir. Alaşımın östenitik ya da ferritik olması, temelde, krom ve nikel varlığıyla ilgilidir. Östenitik kategorisinde yer alan metaller, diğer paslanmaz çelik çeşitlerine göre daha kaliteli kabul edilmektedir.

Ana kategoriler, metallerin bileşim şekline göre birbirinden ayrılırken; alt kategoriler ve kalite sınıfları de alaşımın içeriğine eklenen diğer elementlere göre çeşitlenebilir. Farklı kombinasyonlarla bugüne dek 3000’den fazla alaşım üretildiği bilinmektedir. Bunlar, farklı ihtiyaçlar için geliştirilmiş değişen içeriklere sahip alaşımlardır. Ancak piyasada yaygın olarak kullanılan alaşımlar bu kadar fazla sayıda değildir. Paslanmaz çelik çeşitleri, çok farklı kalitelerde üretilebilen metal alaşımlarıdır. Farklı kalite sınıflarının hangi işlevleri karşıladığını öğrenmek için paslanmaz çelik kalite sınıfları nelerdir yazımızı okuyabilirsiniz.

1-Östenitik Paslanmaz Çelikler

Östenitik paslanmaz çelikler, temel olarak demir, krom ve nikel içeren yüzey merkezli kübik yapıya sahip alaşımlardır. Yapılarında, %16-26 oranları arasında değişen miktarda krom ve %35’e kadar nikel elementleri bulunabilir. Korozyona karşı mükemmel dirençleri sayesinde özellikle zorlu koşullarda tercih edilirler. Paslanmaz çelik çeşitleri arasında en geniş ürün yelpazesine sahip olan gruptur.

Östenitik paslanmaz çelik çeşitlerinin genel nitelikleri şunlardır:

Yüksek korozyon direnci
Manyetiklik (istisnası vardır)
Yüksek düzeyde süneklik
İşlenebilirlik (kolayca şekillendirilebilirler)
Isıl işlemle sertleştirilememe (kimyasal yapılarından dolayı tüm sıcaklıklarda aynı mikro yapıya sahip oldukları için)
Haddeleme yöntemiyle sertleştirilebilme
Tokluk
Yüksek mekanik dayanım (mekanik dayımları, soğuk şekillendirmeyle artırılır)
Yüksek düzeyde kaynaklanabilirlik
Hijyeniklik
Temizlik ve bakım kolaylığı
Düşük termal iletkenlik (diğer paslanmazlara ve normal çeliklere göre daha düşük)

Östenitik metaller, piyasada 300 serisi olarak bilinirler ancak 200 serisi de bu gruptadır. Östenitik grubunda en çok kullanılan kalite sınıfı 304, arından da 316’dır. Dünya genelinde tüm paslanmaz nitelikli metal üretiminin yaklaşık 3’te 2’sini oluşturdukları düşünülmektedir. Dolayısıyla endüstride en yaygın kullanılan paslanmaz ürünlerdir.

Paslanmaz çelik çeşitleri arasında -genellikle- en yüksek korozyon direncine sahip alaşımlar bu grupta yer alır. Isıl işleme tabi tutulamadıkları için yüksek süneklik gösterirler. Düşük sıcaklıklarda dahi yüksek düzeyde süneklik, şekillendirilebilirlik ve tokluk avantajı sağlarlar. Endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılabilmesi de işlenebilirliği ve kaynaklanabilirliğiyle ilgilidir.

Östenitik paslanmaz çelik çeşitleri yaygın olarak aşağıdaki alanlarda karşımıza çıkar:

Makina ve imalat sanayisi
Gıda işleme ekipmanlarının imalatı
Kimya tesislerinde çeşitli uygulamalar ve kimya ekipmanlarının imalatı
Mimari uygulamalar
Dış cephe kaplamaları
Asansör imalatı
Mutfak araç ve gereçleri
Mutfak evyeleri
Yay imalatı (klavye yayları gibi)
Paslanmaz vida imalatı

Östenitik alaşımların, farklı ilaveler ve kimyevi işlemlerle elde edilen farklı alt grupları da vardır. Örneğin yarı kararlı östenitik metaller, yüksek kriyojenik dayanıklılık gösterir (-200 dereceler gibi kriyojenik sıcaklıklara karşı yüksek tokluk). Bu alaşımlar; sünek yapılıdır, yüksek mukavemet ve yüksek korozyon direncine sahiptir. Özellikle kriyojenik basınçlı kapların imalatında kullanılırlar.

2-Ferritik Paslanmaz Çelikler

Ferritik paslanmaz çelikler, %10,5 ile %30 oranları arasında değişebilen miktarda krom ve %0,20’den az karbon içeriğine sahip alaşımlardır. Diğer paslanmaz çelik türlerinden ayrıldıkları en önemli nokta, yüksek krom içerikleridir. Ferritik metaller, düşük karbonlu alaşımlardır. Çoğunlukla nikel içermezler ancak çok az nikel içeren istisnaları da vardır.

Ferritik paslanmaz çelik çeşitlerinin genel nitelikleri şunlardır:

Korozyon direnci (orta ve iyi seviyeleri arasında değişir, krom oranı artarsa direnç gücü iyileşir)
Yüksek düzeyde manyetiklik (yüksek krom ve düşük karbon içeriğiyle demirin manyetiklik özellikleri korunur)
Düşük işlenebilirlik (östenitik metaller kadar kolay şekillendirilemezler)
Sertleşmeye karşı direnç
Isıl işlemle sertleştirilememe (yüksek krom oranı sebebiyle, ancak tavlama işlemi uygulanabilir)
Soğuk işlemle -belirli oranda- sertleştirilebilme (soğuk haddeleme gibi)
Düşük kaynaklanabilirlik (östenitik alaşımlara kıyasla)
Kriyojenik sıcaklıklarda kullanılamama

Ferritik metaller, içeriklerinde neredeyse hiç nikel bulunmaması sebebiyle östenitik alaşımlardan daha ucuzdur. Ferritik grubunda en çok kullanılan kalite sınıfı 430’dur. Korozyon ve yüksek ısı dayanımları sayesinde özellikle ısı maruziyetinin yüksek olduğu alanlarda tercih edilirler.

Ferritik paslanmaz çelik çeşitleri yaygın olarak aşağıdaki uygulamalarda karşımıza çıkar:

Otomobil egzoz boruları, şasi parçaları (yoğun ısıya maruz kalan diğer otomotiv bileşenleri de örnek verilebilir)
Yapısal uygulamalar (çatı kaplamaları, baca kanalları gibi yapı bileşenleri örnek verilebilir)
Sıcak su tanklarının imalatı
Mutfak araç ve gereçleri
Dekoratif uygulamalar
Çok çeşitli endüstriyel ekipmanın imalatı

Bunlar, ferritik metallerin tercih edildiği uygulamalara sadece birkaç yaygın örnektir.

3-Martensitik Paslanmaz Çelikler

Martensitik paslanmaz çelikler, gövde merkezli kübik kristal yapılı alaşımlardır. Çelik kristal yapının çok sert bir şekli olan martensit iç yapısına sahiptirler. Martensitik alaşımların ana bileşimi; %11,5-18 arasında değişen oranlarda krom, %1,2’den az karbon elementleridir. Alaşım, yüksek ya da düşük karbonlu nitelikte olabilir. Yüksek akma dirençleriyle bilinen martensitik metaller, geniş bir seçenek yelpazesi sunar.

Martensitik paslanmaz çelik çeşitlerinin genel nitelikleri şunlardır:

Orta seviyeli korozyon direnci
Manyetiklik
Isıl işlemle sertleştirilebilme (yüksek karbon içeriği sayesinde)
Yüksek dayanım ve sertlik (ısıl işlemle sertleştirilebildikleri için)
Yüksek kırılganlık
İyi düzeyde çekme dayanımı
Düşük kaynaklanabilirlik (östenitik alaşımlara kıyasla, ancak çeşitli element ilaveleriyle artırılabilir)
Düşük kimyasal direnç (östenitik alaşımlarla kıyaslandığında)
Geniş endüstriyel kullanım
Bazı alt türleri; titanyum, kobalt, niyobyum, bor, kükürt ve nikel ilavesi içerebilir.

Martensitik metallerin -düşük krom içeriği nedeniyle- ferritik ve östenitik paslanmaz çelik türlerine kıyasla korozyon dirençleri daha düşüktür. Bu nedenle genellikle polimer kaplama gerektirirler. Isıl işlemle sertleştirilebildikleri için bu metallerde yüksek dayanım ve sertlik elde edilebilir. Piyasada ürün tipine göre tavlanmış veya ıslah edilmiş olarak bulunabilirler.

Martensitik paslanmaz çelik türleri yaygın olarak aşağıdaki uygulamalarda karşımıza çıkar:

Tıbbi aletlerin imalatı (ameliyat aletleri, neşterler…)
Çatal-bıçak takımları (özellikle bıçaklar)
Tıraş makineleri, tıraş bıçakları
Plastik enjeksiyon kalıbı imalatı
Bilyalı rulman, mil imalatı (mil; dişli çark, kayış kasnağı gibi parçaların kendisiyle birlikte dönebilmelerini sağlayan makina elemanıdır)
Pim imalatı (pim, farklı parçaları sabitlemek ya da merkezlemek için kullanılan elemandır)
Pompa, nozul, valf imalatı (vana vs. gibi elemanlarda, karbon içeriği koşullara uygun olan türleri kullanılır)
Bisiklet ve motosiklet gibi araçların fren diskleri (yüksek aşınma direncine sahip türleri kullanılır)
Havacılık alanı (yüksek mukavemet ve sertlik özelliklerine sahip bazı türleri kullanılır)

Martensitik paslanmaz çelik çeşitleri, özellikle sertliğin kritik olduğu koşullarda tercih edilir.

Farklı Martensitik Alaşımlar

Yukarıda sıraladığımız nitelikler, martensitik alaşımların öne çıkan genel nitelikleridir. Farklı kullanım alanları ve ihtiyaçlar için nitelikleri güçlendirilmiş farklı alt türler de bulunur. Örneğin daha yüksek düzeyde süneklik ve tokluk için alaşımın ana içeriğindeki karbonun bir kısmı nikelle değiştirilebilir ve böylece farklı alt türler oluşturulabilir. İşlenebilirliği artırmak için alaşıma kükürt ilavesi yapılabilir.

Yüksek sıcaklıklara dayanım, sürtünme direncinin artırılması için titanyum, kobalt, niyobyum, bor ilavesi içeren paslanmaz çelik çeşitleri daha işlevseldir. Bu türdeki alaşımlar, buhar türbinleri için ısı eşanjör imalatında tercih edilir.

431 gibi daha yüksek krom veya molibden içeriğine sahip olan kalite sınıfları nikel de içerebilir. Böylelikle karbon miktarı düşürülerek tokluk artırılırken korozyon direnci de güçlendirilir.

4-Dubleks Paslanmaz Çelikler

Östenitik-ferritik alaşımlar da denilen dubleks paslanmaz çelikler, %18-28 arasında değişen miktarda kromve %4,5-8 arasında değişen miktarda nikel içerir. En çok %8 olabilen nikel miktarı, alaşımın östenitik olması için yetersizdir. Bu gruptaki farklı metal alaşımlarının büyük çoğunluğu, %2,5-4 arasında değişen miktarda molibden de içerebilir. Östenitik alaşımlara göre daha düşük nikel oranına sahip oldukları için daha güçlü yapıdadırlar.

Dubleks paslanmaz çelik türlerinin genel nitelikleri:

Yüksek korozyon direnci (östenitik alaşımlara göre daha yüksek)
Manyetiklik
Süneklik
İşlenebilirlik (ancak östenitik alaşımlara göre daha yüksek kuvvet gerektirir)
Isıl işlemle sertleştirilememe
Yüksek mekanik dayanım (östenitik ve ferritik alaşımlara göre daha yüksek)
Yüksek sertlik ve tokluk
Kaynaklanabilirlik (ancak işlem dikkat gerektirir)
Gerilmeli korozyona karşı yüksek dayanım (klor iyonunun bulunmadığı koşullarda korozif dayanım artar)
Yüksek akma dayanımı (östenitik alaşımlara göre iki kat gibi)

Östenitik ve ferritik alaşımların ortak özelliklerini yansıtan dubleks alaşımlar, iyi mukavemet ve iyi süneklik özelliklerini birlikte sağlayabilirler. Stres korozyonuna karşı östenitik metallerden daha iyi performans gösterirler. Östenitik alaşımlarda öne çıkan 304 ve 316 türleriyle kıyaslandığında klorür stresli korozyon çatlamasına karşı daha iyi direnç avantajı sağlarlar. Bu da su içeren koşullar için ideal bir kullanım olanağı sunar. Kimyasal yapılarının sağladığı avantaj dolayısıyla birçok uygulama için daha uygun maliyetli bir seçenek olabilirler.

Dubleks paslanmaz çelik çeşitlerinin yaygın uygulama alanları:

Petrol ve gaz endüstrileri,
Petrokimya tesisleri,
Kimyasal ekipman imalatı,
Arıtma tesisleri,
Offshore projeleri (deniz üstünde üretilen enerji teknolojileri),
Kâğıt endüstrisi,
İnşaat uygulamaları

Bu sektörlerde dubleks paslanmaz çelik türleri, çeşitli işlevler açısından çok avantajlıdır. Süper dubleks ve hiper dubleks gibi alt türleri, petrol ve gaz endüstrisinin ihtiyaçlarına yönelik niteliklere sahiptir. Yalın dubleks ise yoğun olarak yapısal uygulamalarla birlikte su endüstrisinde de kullanılır.

5-Çökelmeyle Sertleştirilmiş Paslanmaz Çelikler

Çökelmeyle sertleştirilmiş paslanmaz çelikler; östenitik, yarı östenitik ya da martensitik iç yapıya sahip olabilirler. Çökelti oluşumunun sağlanması için titanyum, niyobyum, bakır ve alüminyum elementleriyle alaşımlama yapılır. Bu sayede alaşımın mukavemetini artırılır.

Çökelmeyle sertleştirilmiş paslanmaz çelik çeşitlerinin genel nitelikleri şunlardır:

Korozyon direnci (orta ve iyi seviye aralığında, alaşımın içeriğine göre değişir)
Manyetiklik
Çok yüksek düzeyde mekanik dayanım
Çökeltme işlemiyle sertleştirilebilme
Sürtünme direnci
Kolay kaynaklanabilme

Bazı türleri, olağanüstü mukavemet seviyesine sahiptir ve özellikle havacılık, uzay gibi sektörlerde yüksek teknoloji uygulamalarında tercih edilirler. Yüksek mekanik özellikleri ve sürtünme dirençleri sayesinde yaygın olarak jet motorları, gaz türbinleri, pompa imalatı, vana şaftları gibi alanlarda karşımıza çıkarlar.