PASLANMAZ ÇELİKLER

PASLANMAZ ÇELİKLER

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. Kullanımları giderek yaygınlaşan paslanmaz çeliklerin tüketimi, atık toplumlarda refah seviyesinin bir göstergesi sayılmaktadır.

Dünyada yıl 20 milyon ton civarında paslanmaz çelik tüketilmektedir. Bunların büyük çoğunluğu yassı mamul biçimindedir . Daha az miktarlarda ise; çubuk, tel, boru , dövme parça ve döküm parça olarak kullanılmaktadır. Paslanmaz çelikler diğer çeliklere oranla fiyat bakımından daha pahalıdır, ancak bakımlarının ucuz ve kolay olması, uzun ömürlü olmaları, tümüyle geri kazanabilmeleri ve çevre dostu bir malzeme olmaları çok büyük avantajlar sağlar. Dolayısıyla parçanın tüm ömrü dikkate alınarak yapılacak fiyat analizlerinde, tasarımlarda paslanmaz çelik kullanımının daha ekonomik olduğu görülür. Paslanmaz çelikler bileşimlerinde en az %11 krom içeren bir çelik ailesidir. Bu çeliklerin yüksek korozyon dayanımını sağlayan unsur; yüzüyü 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. Sözkonusu oksit tabakası, oksijen bulunan ortamlarda oluşur ve dış etkilere (aşınma, kesme veya talaşlı imalat vb.) bozulsa dahi kendini onararak eski özelliğine tekrar kavuşur.

PASLANMAZ ÇELİKLERİN ÜSTÜNLÜKLERİ

Korozyon Dayanımı, Bütün paslanmaz çeliklerin korozyon dayanımı yüksektir. Düşük alaşımlı türleri atmosferik korozyona, yüksek alaşımlı türleri ise asit, alkali çözeltileri ile klorür içeren ortamlara dahi dayanıklıdır. Bu çelikler ayrıca yüksek sıcaklık ve basınçlarda da kullanılabilir.

Yüksek ve Düşük Sıcaklıklar, Bazı paslanmaz çelik türlerinde, yüksek sıcaklıklarda dahi tufallanma ve malzemenin mekanik dayanımında önemli bir düşme görülmez. Bazı türleri ise çok düşük sıcaklıklarda dahi gevrekleşmezler ve tokluklarını korurlar.

İmalat Kolaylığı, Paslanmaz çeliklerin hemen hepsi kesme, kaynak, sıcak ve soğuk şekillendirme ve talaşlı imalat işlemleri ile kolaylıkla biçimlendirilebilirler.

Mekanik Dayanım, Paslanmaz çeliklerin büyük çoğunluğu soğuk şekillendirme ile pekleşir ve dayanımın artması sayesinde tasarımlarda malzeme kalınlıkları azaltılarak parça ağırlığı ve fiyatta önemli düşüşler sağlanabilir. Bazı türlerde ise ısıl işlemler ile malzemeye çok yüksek bir dayanım kazandırmak mümkündür.

Görünüm, Paslanmaz çelikler çok farklı yüzey kalitelerinde temin edilebilirler. Bu yüzeylerin görünümü ve kalitesi, bakımı kolay olduğundan kolaylıkla uzun süreler korunabilir.

Hijyenik Özellik, Paslanmaz çeliklerin kolay temizlenebilir olması, bu malzemelerin hastahane, mutfak, gıda ve ilaç sanayinde yaygın olarak kullanılmasını sağlar.

Uzun Ömür, Paslanmaz çelikler dayanıklı ve bakımı kolay malzemeler olduklarından, üretilen parçanın tüm kullanım ömrü dikkate alındığında ekonomik malzemelerdir.

PASLANMAZ ÇELİK  TÜRLERİ

Paslanmaz çeliklerde kimyasal bileşim değiştirilerek farklı özelliklerde alaşımlar elde edilir. Krom miktarı yükseltilerek veya nikel ve molibden gibi alaşım elementleri katılarak korozyon dayanımı artırılabilir. Bunun dışında bakır, titanyum, aluminyum, silisyum, niyobyum, azot, kükürt ve selenyum gibi bazı elementlerle alaşımlama ile ilave olumlu etkiler sağlanabilir. Bu şekilde makine tasarımcıları ve imalatçıları değişik kullanımlar için en uygun paslanmaz çeliği seçme şansına sahip olurlar. Paslanmaz çeliklerde içyapıyı belirleyen en önemli alaşım elementleri, önem sırasına göre krom, nikel, molibden ve mangandır. Bunlardan öncelikle krom ve nikel içyapının ferritik veya ostenitik olmasını belirler. Paslanmaz çelikler 5 ana grupta toplanırlar;

-Ferritik -Martenzitik -Ostenitik -Ferritik-Ostenitik (dubleks)  -Çökeltme sertleşmesi uygulanabilen alaşımlar

Bu gruplandırma malzemelerin iç yapısına göre yapılmıştır. Bu gruplar içinde en yaygın olarak kullanılanlar ostenitik ve ferritik çelikler olup, bunların kullanımları tüm paslanmaz çelikler içinde %95' e ulaşır.

Ferritik Paslanmaz Çelikler, Bunlar düşük karbonlu ve %12 - 18 krom içeren paslanmaz çeliklerdir.

Başlıca Özellikleri,

Orta ve iyi derecede olan korozyon dayanımı, krom miktarının artması ile iyileşir.

- Isıl işlemle dayanım artırılamaz ve sadece tavlanmış durumda kullanılır.

- Manyetiktirler.

- Kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür.

- Ostenitik çelikler kadar kolay şekillendirilemezler.

Bazı Kullanım Yerleri, Mutfak gereçleri, dekoratif uygulamalar, otomobil şasi parçaları, egzoz elemanları, sıcak su tankları.

Martenzitik Paslanmaz Çelikler, Karbon miktarı % 0,1 den fazla olan çelikler yüksek sıcaklıklarda ostenitik içyapıya sahiptirler. Ostenitleme sıcaklığı çeliğin türüne göre 950-1050˚C arasındadır. Bu sıcaklıklarda tutulan çeliğe su verilirse martenzitik bir içyapı elde edilir. Bu şekilde elde edilen yüksek sertlik ve mekanik dayanım, karbon yüzdesi ile birlikte artar. Ürün tipine bağlı olarak martenzitik çelikler tavlanmış veya ıslah edilmiş durumda pazara sunulur. Tavlanmış olarak satın alınan ürünler biçim verildimten sonra ıslah işlemine (suverme + temperleme) tabi tutulur. Tempeleme sıcaklığı değiştirilerek değişik özellik kombinasyonları elde edilebilir. En iyi korozyon dayanımını elde etmek için tavsiye edilen ısıl işlem sıcaklıklarına uyulması çok önemlidir.

Başlıca Özellikleri,

- Orta derecede korozyon dayanımına sahiptirler.

- Isıl işlem uygulanabilir, böylece yüksek dayanım ve sertlikler elde edilebilir.

- Kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür.

- Manyetiktirler.

Kullanım Yerleri,  Bıçaklar, ameliyat aletleri, miller, pimler

Ostenitik Paslanmaz Çelikler, Paslanmaz çeliğin bileşiminde yeterince nikel bulunursa, içyapısı oda sıcaklığında dahi ostenitik olur. Ostenitik çeliklerin temel bileşimi %18 krom ve %8 nikeldir. Ostenitik paslanmaz çelikler, biçimlendirme, mekanik özellikler ve korozyon dayanımı bakımından çok uygun bir kombinasyon sunarlar. Süneklikleri,  Bazı paslanmaz çelik türlerinin iç yapıları toklukları ve biçimlendirilme kabiliyetleri düşük sıcaklıklarda bile mükemmeldir. Manyetik olmayan bu çeliklere, ostenitik içyapıları dönüşüm göstermediği için normalleştirme veya sertleştirme ısıl işlemleri uygulanmaz, mekanik dayanımları ancak soğuk şekillendirme ile artırılabilir. Toplam paslanmaz çelik üretimi içinde ostenitik çeliklerin payı % 70'tir ve aralarında en çok kullanılan 304 kalitedir.

Başlıca Özellikleri,

- Mükemmel korozyon dayanımına sahiptirler. Kaynak edilebilme kabiliyetleri mükemmeldir.

- Sünek olduklarından kolay şekillendirilebilirler.

- Hijyeniktirler, temizliği ve bakımı kolaydır.

- Yüksek sıcaklıklarda iyi mekanik özelliklere sahiptirler.

- Düşük sıcaklıklarda mekanik özellikleri mükemmeldir.

- Manyetik değildirler.(tavlanmış halde) Dayanımları sadece pekleşme ile artırılabilir.

Kullanım Yerleri, Makina ve imalat sanayinde çeşitli uygulamalar, asansörler, bina ve dış cephe kaplamaları, mimari uygulamalar, gıda işleme ekipmanları, mutfak gereçleri, kimya tesisleri ve ekipmanları, bilgisayar klavye yayları, mutfak evyeleri.

Ostenitik-Ferritik (Dubleks) Paslanmaz Çelikler

Bunlar, yüksek oranda krom (%18-28) ve orta miktarda nikel (%4,5-8) içeren çeliklerdir. Nikel miktarı en çok %8 olup, bütün içyapının ostenitik olması için yetersizdir. Ferrit ve ostenit fazlarından oluşan içyapı nedeniyle çelikler dubleks olarak adlandırılır. Dubleks çeliklerin çoğunluğu %2,5-4 molibden içerir. Bunlar hem iyi mukavemet hem de iyi süneklik özelliklerini birlikte sağlarlar. Ayrıca korozif ortamlarda dahi çok uygun yorulma dayanımları vardır. Tavsiyelere dikkat ederek uygulanması halinde kaynak yapılması kolaydır. Genellikle kimyasal aparat imalatında, artma tesislerinde ve deniz veya off-shore teknolojisinde kullanılır.

Başlıca Özellikleri,

- Gerilmeli korozyona karşı yüksek dayanıklılığa sahiptirler.

- Klor iyonunun bulunmadığı ortamlarda daha yüksek korozif dayanım gösterirler.

- Ostenitik ve ferritik çeliklerden daha yüksek mekanik dayanım sağlarlar.

- İyi kaynak edilebilirlik ve şekil alma kabiliyeti vardır.

Kullanım Yerleri, Deniz ve tuzlu su ortamında, özellikte orta sıcaklıklarda, ısı değiştiricilerinde, petrokimya tesislerinde.

Çökelme Sertleşmesi (Yaşlandırma) Uygulanabilir Paslanmaz Çelikler

Bunların ana içyapıları ostenitik, yarı- ostenitik veya martenzitik olabilir. Çökelme olayını gerçekleştirebilmek için bazen önce soğuk şekil vermek gerekebilir. Çökelti oluşumu için aluminyum, titanyum, niyobyum ve bakır elementleri ile alaşımlama yapılır. Bu sayede mukavemetleri 1700 MP'a kadar çıkan paslanmaz çelikler elde edilebilir. Piyasada çözme tavı görmüş halde satılır; Malzeme bu durumda yumuşak olup, imalat işlemleri uygulanabilir ve daha sonra tek kademeli bir düşük sıcaklık yaşlandırması ile sertleştirilebilir.

Başlıca Özellikleri,

- Orta ila iyi derecede korozyon dayanımı vardır.

- Çok yüksek mekanik dayanım gösterirler.

- Kaynak edilebilme kabiliyetleri iyidir ·

- Manyetiktirler.

Kullanım Yerleri, Pompa ve vana şaftları.

PASLANMAZ ÇELİKLERİN GENEL KULLANIM  ALANLARI

Paslanmaz çeliğin çok değişik kalite ve özelliklerde temin edilebiliyor olması, bunların kullanımını da sürekli olarak yaygınlaştırmaktadır. Günümüzde artık ziynet eşyasından büyük sanayi tesislerine kadar uzanan geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Günlük hayatımızda kullandığımız pek çok ürün bugün paslanmaz çelikten yapılmaktadır. Paslanmaz çelik hemen her gün kullandığımız bir mutfak aleti olarak karşımıza çıktığı gibi, gezinti yaptığımız bir meydanda beğenimizi kazanan bir sanat eseri şeklinde de kendini gösterebilir. Büyük bir kimya tesisinin hemen her yerinde gördüğümüz bu malzeme güzel bir gökdelenin duvarlarını kaplayan dekoratif bir malzeme olarak da kullanılabilir. Keyif duyduğumuz bir alışveriş merkezinde pek çok detayda dikkatimizi çeken paslanmaz çelik, gerçekte hiçbir zaman görmediğimiz yerlerde bizim konforumuzu ve güvenliğimizi sağlayan endüstriyel ürünlerde de yaygın olarak kullanılabilmektedir. Paslanmaz çeliğin nerelerde hangi oranda kullanıldığı, ülkelerin ekonomisi hakkında doğrudan bilgi veren bir gösterge niteliğini de taşımaktadır. Kullanım oranının bireysel tüketim ürünlerinde fazla olması genellikle zayıf ekonomilere sahip ülkelerde görülür. Enerji, makine imalat ve ulaşım sektörlerinde kullanımın artması ekonomik yapının kuvvetli olduğunu gösterir.

PASLANMAZ ÇELİKLERİN ÜRETİM TEKNOLOJİSİ

Paslanmaz çelik üretimi büyük yatırım ve uzmanlık gerektiren bir teknolojidir. Bu çeliklerin ergitme ve arıtma işlemleri genellikle "Elektrik ark ocağı/Argon oksijen karbon giderme" yöntemleriyle yapılır (EAF/AOD: Electric Arc Furnace/ Argon Oxygen Decarburization). 1970'li yıllarda geliştirilen ve dünyada paslanmaz çelik üretiminin %80'inin gerçekleşirildiği yöntem sayesinde, üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve kalitenin yükseltilmesi mümkün olmuştur. Daha farklı üretim teknikleri de mevcut olmasına rağmen, bu bölümde sadece EAF/AOD yöntemi ana hatlarıyla açıklanacaktır.

1- Çelikhane (Ergitme/Arıtma)

Ergitme işleminin yapılacağı bazik astarlı elektrik ark ocağına uygun paslanmaz çelik hurdası, karbon çelik hurdası, ferrokrom alaşımları ve gerektiğinde nikel ve molibden gibi alaşım elementleri yüklenir. Dikkatlice tartılan ve özel kasalarda çelikhaneye taşınan malzemeler, ergitme ocağına konmadan önce belirli bir süre kurutma fırınında tutulur. Ardından malzemeler alaşımlanmanın yapıldığı elektrik ark ocağında ergitilir. Bu üretimde en önemli adım "Argon Oksijen Karbür Gidericisi"nde yapılan işlemdir (AOD). Burada paslanmaz çelk, adım adım istenen kimyasal bileşime ulaştırılır. Önce oksijen ve argon gazları eriyiğe yan memelerden ve üstten üşenir. Bu aşamada alaşımın bileşimindeki karbon yakılarak gerekiyorsa %0,02'ye kadar düşürülebilir. Krom oksitlenmeye hassas olduğundan, bu sırada bileşimdeki kromun bir kısmı da cürufa geçer. Bu nedenle alaşıma kromun katılması büyük oranda karbür gidermenin tamamlanmasından sonra yapılır. Üçüncü aşamada ise alaşımdaki kükürt oranı düşürülür. Bileşim ve sıcaklık istenilen seviyeye ulaştığında, eriyik döküm potasına aktarılır ve son ayarlamalar yapılır. Bu aşamada da alaşıma bazı elementler ilave edilir ve eriyiğin homojenleştirilmesi argon gazı üflenerek sağlanır.

2- Sürekli Döküm

Hazırlanan alaşım potadan bir tava aracılığıyla katılaşmanın başladığı su soğutmalı bir bakır kalıp içine dökülür. Katılaşan yassı kütük (slab), bükme ve düzeltme merdanelerinin bulunduğu kısma aktarılır ve bu işlem sonunda malzeme alev ile istenen boya kesilir.Bu teknoloji ile çeliğin slab halinde kesintisiz olarak dökülmesi mümkündür. Taşlama Döküm sırasında slab yüzeylerinde çeşitli kusurlar ortaya çıkabilir. Bekletilerek soğutulan yassı kütüklerin yüzey kusurları değişik ebatlardaki taşlama tezgahlarında yerel olarak veya yüzey tamamen taşlanarak giderilir.

3- Sıcak Haddeleme

Sıcak haddeleme öncesinde ilk işlem yassı kütüklerin konveyörlü fırında ve koruyucu atmosferde 1250˚C sıcaklığa ısıtılmasıdır. Kaba haddeleme ile malzeme kalınlığı yaklaşık 25mm' ye indirilir. Bu işlem sonrası malzemenin sıcaklığı 1100˚C civarındadır.

Kaba haddeleme sonucunda uzunluğu artan yassı ürün, bobin halinde sarılır ve ileri-geri haddeleme işlemleri ile malzeme kademeli olarak inceltilir. Rulo sarıcılar 950˚C sıcaklıkta bulunan özel fırınlar içine yerleştirilmişlerdir. Dörtlü ve altılı merdane grupları yardımıyla yapılan bu haddelemede kalınlık hassas olarak kontrol edilir. Malzemenin istenilen kalınlığa ulaştığı son pasodan sonra sıcak sac bir soğutucu içinden geçirilerek rulo sarıcıya beslenir. Paslanmaz çeliklerin sıcak haddeleme sonrasında pazarlandıkları enderdir, dolayısıyla sıcak haddelenmiş bu yarı mamul genellikle bir sonraki işlemler dizisi için soğuk haddeleme ünitesine aktarılır.

4- Tavlama ve Asit Banyosu

Sıcak haddeleme sonrasındaki yapılan ilk işlemler: malzemenin kontrolü, küçük rulolarda sarılı olan malzemelerin uçlarından kaynakla birleştirilerek daha büyük ruloların oluşturulması ve gerekirse şerit kenarlarının tıraşlanarak tesviyesidir. Ardından; tavlama ısıl işlemi ile çeliğin yumuşatılması ve iç yapısının homojenleştirilmesi, asit banyosu ile yüzeylerin temizlenmesi işlemleri gerçekleştirilir.

Bu işlemler ardışık sürekli hatlar üstünde yapılır. Bu hatlar üstünde fırınlar, kumlama ve asit banyosu üniteleri mevcuttur. Asit banyosunda malzeme yüzeyinin temizlenmesi ve istenen yüzey özelliklerinin kazandırılması işlemi, soğuk haddeleme öncesinde olduğu gibi, sıcak haddelenmiş olarak satışa sunulacak malzeme üzerinde de uygulanır. Soğuk haddeleme öncesinde yapılan en son işlem, sıcak haddeleme ve diğer işlemlerden kalma yüzey kusurlarının taşlama hattında giderilmesidir. Ayrıca, satışa sunulacak sıcak haddelenmiş bu ürünün müşteri istekleri doğrultusunda yüzey özelliklerini kazandırmak üzere parlatılması da yapılabilir.

5- Soğuk Haddeleme ve Son İşlemler

Soğuk haddeleme sürecinde paslanmaz çelik sac, ileri-geri hareket özelliğine sahip hadde tezgahında birbiri ardına uygulanan pasolar ile inceltilerek, kalınlıkta %80'e varan azalmalar sağlanabilir. Haddelenmeye devam etmek, yani parçayı daha fazla inceltmek gerekiyorsa, bir ara tav yapılması, yüzeyin tekrar asit banyosunda temizlenmesi ve ancak daha sonra yeniden haddelemeye devam edilmesi gerekir. Soğuk haddelenme tamamlandığında, sıcak haddelemede olduğu gibi yeniden tavlama ve asit banyosu işlemleri gerekir. Asit banyosunu takiben ikili merdane düzenine sahip bir tezgahta çok küçük bir paso ile son haddeleme işlemi yapılır. Burada amaç şeridin yassılığını ve yüzey özelliklerini istenen seviyeye getirmektir. Bazı türlerde, özellikle 0,5-2,0 mm gibi saclarda özel tezgahlarda gerdirmeli kalınlık ayarı(tension leveling) yapılarak kalite daha da iyileştirilir. Satışa sunulan paslanmaz çelik, rulo halinde veya servis merkezlerinden özel tezgahlarda dar boyut toleranslarında, istenen boy ve genişlikte kesilmiş/dilinmiş olarak temin edilebilir. Servis merkezleri aynı zamanda talep edilen yüzey kalitesini de sağlamak üzere özel tezgahlarla donatılmışlardır.

PASLANMAZ ÇELİKLERLE İMALAT

Paslanmaz çeliklerin soğuk şekillendirme kabiliyetini etkileyen özellikleri akma ve çekme dayanımı, süneklik, pekleşme özelliği ve kesit daralması değerleridir. fiekil verme kabiliyeti bakımından ortak özellikler olarak şunlar sıralanabilir:

- Paslanmaz çeliklerin dayanımı, sertliği ve sünekliği genellikle daha yüksektir.

- Daha hızlı pekleşirler (yani şekil verdikçe dayanımları hızla artar)

- İmalat sonunda parça yüzeyinde korozyona karşı koruyucu bir oksit filmine sahip olması gerektiği dikkate alınmalıdır.

Bu nedenlerle, genel olarak, imalat sırasında daha fazla güç kullanılması ve kullanılan takım, kalıp, aparat ve ekipmanlarının daha sık tamiri veya değiştirilmesi ve yüzeye daha fazla özen gösterilmesi gerekir.

a- Kesme

Aşağıda paslanmaz çeliklerin değişik yöntemlerle kesilmesi hakkında özet bilgiler verilmiştir. Tüm kesme işlemlerinde dikkat edilmesi gereken ortak özellikler şunlardır: . Demir esaslı ( demir veya çelik ) parçacıklarla kirlenme önlenmelidir. . Mekanik olarak kesilen yüzeylerde koruyucu oksit filmi doğal olarak tekrar oluşur. Bu film oluşumu kimyasal pasivasyon işlemiyle hızlandırılabilir. . Isıl yöntemlerle kesilen yüzeyler kimyasal ve metalurjik olarak değişime uğrarlar. Mekanik ve korozyon özelliklerinde olumsuzluklar yaşamamak için bu tabakaların uzaklaştırılması gerekir.

b- Makasla Kesme

Paslanmaz çelik sacların kesilmesi, pekleşme özelliklerinden dolayı eşdeğer karbonlu saclara göre daha fazla kuvvet gerektirir. Malzeme sünek olduğundan kesme boşluğu dar olmamalıdır. 2 mm'den kalın saclarda kalınlığın %5'i, daha ince saclarda kalınlığın %3'ünün kesme boşluğu olarak alınması tavsiye edilir.

3- Dilme

Dilme daha büyük endeki bir ruloda dar şeritler elde edilmesi işlemidir. Bu proses, tipik olarak dikişli boru üretimi için gerekli olan dar şeritlerin elde edilmesinde kullanılır. Kesim yüzeylerinin çapaksız olması önem taşır. Bunun için dairesel bıçakların arasındaki kesme boşluğu, bıçakların dalma mesafeleri (penetrasyon) ve kesme hızı önem taşır. Bıçak boşluğunun kesilecek malzeme kalınlığının %5'i civarında olması önerilir. Penetrasyon değiri malzeme cinsi ve kalınlığına göre farklılık gösterir. Kesme hızı ise malzeme cinsi ve kalınlığına bağlı olarak 60 ila 200 m/dak. arasında değişebilir.

   

4- Testere ile Kesme:

Paslanmaz çelikler el veya mekanik testerelerle kesilebilir. Her iki durumda da yüksek hız çeliğinden yapılmış testerelerin ve uygun kesme sıvılarının kullanılması tavsiye edilir. Ostenitiklerin kesilmesi daha güçtür.

5- Kalıpta Kesme:

Yağlayıcı kullanmadan kesme yapılabilir, ancak kullanılması halinde kuvvet ve güç ihtiyacı düşer, dolayısıylı takım ömrü artar. Kesme boşluğunun doğru ayarlanması çok önemlidir. Dar boşluklar hassas ayar gerektirir ve kalıp aşınmasını artırır. Gereğinden büyük boşluklar ise sünek paslanmaz çeliklerde kesme yüzeyinin bozulmasına yol açar. En uygun boşluğun bulunmasında biraz deneyim gerekir, bu değer kullanılan takım, iş parçası geometrisi ve malzeme özelliklerine bağlı olarak değişir.

Delme ve pul kesme kalıpları da karbon çelikleri için yapılanlara kıyasla daha hassas yapılmalıdır. Kesme boşluğu ve kalınlığın %10'unu geçmemelidir. 1 mm ve daha ince saclarda, tavsiye edilen kesme boşluğu (her tarafta) 0,025 ile 0,035 mm arasındadır. Kesme kuvvetinin düşürülmesi için kalıp veya zımbanın açılı yapılması gerekebilir. Zımba üstüne malzemenin kaynamasının önlenmesi için yüksek viskoziteli yağlayıcılar kullanılır. Delik delme işlemlerinde, en düşük çap, sac, kalınlığının iki katından az olmamalıdır. Birden fazla delik olduğunda, deliklerarası uzaklık en az saç kalınlığı kadar olmalıdır.

6- Aşındırıcılar ile Kesme

Küçük kesitlerin ve ince yassı ürünlerin kesilmesinde kullanılabilir. Genellikle uygun bir yağ emülsiyonu kullanılarak uygulanır. Kesme kenarının ısınmamasına özen gösterilmelidir.

7- Isıl Kesme

Paslanmaz çeliklerin bileşiminde yüksek oranda krom bulunduğundan ve krom oksitin erime sıcaklığı çok yüksek olduğundan normal oksijenle kesme yöntemi bu malzemeler için yetersiz kalır. Bunun yerine metal tozlu kesme kullanılabilir. Bu yöntemde oksi-asetilen gaz alevinde demirce zengin bir metal tozu püskürtülür ve bunun yanması sonucu oluşan ısı, eritmeye yeterli olur. Bir diğer seçenek de elektrik arkının oluşturduğu yüksek ısı yardımıyla kesme yapmaktır. Çok farklı elektrot ve gazların kullanıldığı değişik arkla kesme yöntemleri geliştirilmiştir.

8- Bükme ve Kenarlama

Paslanmazların bükme ve kenarlama işlemleri de diğer çeliklere oranla dahafazla özen ve % 50-60 daha fazla kuvvet gerektirir. Bunun yanında geri yaylanma miktarı da karbon çeliklerine göre çok daha fazladır. Tavlanmış haldeki çeliklerin bükme ekseni hadeleme yönünde parelel veya dik secilebilir. Ancak ferritik çeliklerin bükme ekseni haddeleme yönüne dik tutulmalı ve bükme radyüsü saç kalınlığının 2 katından az olmamalıdır. (Bkz. yandaki tablo). Özellikle kenarlamada zımba (burun) yarıçapı, bükme radyüsünün 8 katı kadar olmalı ve zımbanın sac yüzeyine hasar vermesi önlenmelidir. Kenarlamada kalıp-ıstampa arası boşluk sac kalınlığından en az %10 fazla tutulmalı ve arada sac sıkışması ve çizilmesi önlenmelidir. Kalıp yüzeyleri taşlama sonrası elle veya makina ile çok iyi parlatılmalı ve her türlü çapak, metal artığı, toz vb. kalıntılar tamamen uzaklaştırılmalıdır.

Silindirik kazan ve depo yapımında kullanılan merdaneli kıvırma işlemi karbon çeliklerine benzer şekilde yapılır, ancak daha fazla geri yaylanma oluşacağı hesaba katılmalıdır. Silindir makinesinde profil bükme işleminde de geri yaylanma dikkate alınmalı, malzeme yüzeylerinin çizilmemesi için yüksek viskoziteli yağlar tercih edilmeli, merdane yüzeyleri de krom-nikel veya titanyum nitrür ile kaplanmalıdır.

9- Derin Çekme

Germe Sünek olmaları nedeniyle özellikle soğuk sac şekillendirmede en çok kullanılan ostentik paslanmaz çeliklerdir. Bu malzemelere yüksek oranlarda çekme uygulanabilir. 201 ve 301 kaliteleri iki eksenli germe ile % 35 ' den daha fazla şekillendirilebilir, çünkü şekillendirme sırasında kısmen martenzitik dönüşüm olması metalin büzülmeye direnç göstermesini ve daha büyük miktarlarda üniform şekil değiştirmesini sağlar. Ferritik türlerin de şekil değiştirme kabiliyetleri iyidir; ancak bunlar daha az sünek olduklarından bu alaşımların şekillendirilme özelliği daha sınırlıdır, dolayısıyla çoğu zaman ara tav gereği ortaya çıkabilir. Ara tav sonrasında asitle temizleme işlemi yapılmalı ve paslanmazlığın muhavazası için bunu bir pasivasyon işlemi izlemelidir. Ostentik çeliklerin derin çekme sonrasında parlatılmaları için en uygun malzeme kromoksittir. Az alaşımlı martenzitik paslanmazlar şekillendirilebilirler ancak genel olarak martenzitik paslanmaz çeliklerin derin çekmeye uygun olmadığı söylenebilir. Kullanılacak şekil verme yöntemi, kullanılan çelik türünün karakteristiğine ve parçanın kalınlığına uygun olarak seçilmelidir. Yukarıda belirtildiği gibi, paslanmazlar için güç gereksinimi, özellikle ostenitiklerde, daha yüksektir, çünkü bunlar ferritiklerden daha hızlı pekleşirler. Karbon çeliklerine soğuk olarak şekil verilebilen kalınlıklarda, paslanmaz malzemeler için sıcak veya yarı- sıcak olarak şekillendirme uygulanması gerekebilir.

10- Sıvama (Tornada)

(Tornada) Sıvama Ostentik çelik saclar süneklikleri sayesinde kolaylıkla (tornada) sıvanabilirler, ancak yüksek pekleşme özellikleri nedeniyle daha fazla kuvvet uygulanması gerekir. Buna bağlı olarak geri yaylanmaları da daha fazladır. Ferritik çeliklerin sıvanması ise daha zor ve kısıtlıdır. ‹yi bir yağlayıcı kullanımı çok önem taşır. Toplam şekil değiştirme miktarına bağlı olarak ara tav gerekebilir. Tavlama öncesi parça üzerindeki yağların çok iyi temizlenmesi gerekir.

   

11- Sıcak Dövme

Dövme Hemen bütün paslanmaz çelik türleri dövme ile şekillendirilebilir, yalnız alaşım oranı yükseldikçe dövme işlemi giderek zorlaşır. Özellikle yüksek alaşımlı malzemelerin yüzeylerinde işlemin hemen başında çatlaklar oluşabilir. Sanayide yaygın olarak kullanılan çeliklerin dövme sıcaklıkları aşağıdaki tabloda özetlenmiştir. Ostentik çeliklerde sıcaklık aralığının genişliği, malzeminen şekillendirilebilirliğine ve allotropik dönüşümlerin oluşup oluşmamasına bağlıdır. Bazı ticari 18-8 alaşımlarda işlem sıcaklığı 1260°C'a kadar yükselirken, bu sıcaklık alaşım oranı yüksek kalitelerde yüzey çatlaklarına yol açan metalürjik değişimlerden dolayı düşmektedir.

12- Soğuk Dövme ve Şekillendirme

Paslanmaz çeliklerde başarı ile uygulanabilen soğuk şekillendirme işlemleri arasında kafa yığma, çekme, ekstrüzyon ve perçinleme sıralanabilir. Daha önce de belirtildiği gibi, karbon çeliklerine kıyasla yüksek mukavemet ve pekleşme özellikleri nedeniyle, gerekli kuvvet ve güç çok daha fazladır. Çeliğin süneklik ve pekleşme özelliğine bağlı bazı sınırlamalar olsa da soğuk kafa yığmada hemen her türlü paslanmaz çelik kullanılabilir. Büyük oranda şekil değişimi istendiğinde yüksek kuvvet gereksinimi ve yağlama problem olabilir. Ferritik ve düşük karbonlu martenzitik türlerin davranışı, karbon ve düşük alaşımlı çeliklerinkine benzer. Ostentik ve ferritik türler, şekillendirme sonrası genellikle olduğu gibi kullanılırken, martenzitik türlere genellikle ısıl işlem uygulunır.

13- Talaşlı İmalat

Paslanmaz çeliklerin talaşlı imalatı, şekillendirilmelerinde olduğu gibi yüksek mukavemetleri, pekleşme özellikleri ve sünekliklerinden dolayı karbon çeliklerine oranla daha zordur. Türler arasında büyük farklılıklar bulunmakla beraber, daha yüksek güç, daha düşük kesme hızı ve daha kısa takım ömrü yanında, kesme sırasında ortaya çıkan yüzey kalitesi sorunlar ve kesici takım üstünde malzama birikmesi problemleri ortaya çıkabilmektedir. Paslanmaz çeliklerin kesme işleminde titreşimlerin önlenebilmesi için takım tezgahı ve kesici takımın rijitliği büyük önem taşır. Özellikle ostentik ve yüksek alaşımlı türlerde sert ve sürekli talaş oluştuğu için, talaş kırıcısı veya kıvırıcısı taşıyan takımlar veya plaketler tavsiye edilir. Çoğu uygulamada, aşınma dayanımları daha iyi olan karbürlü kesici takımlar tercih edilir. Kesilmekte olan malzeme yüzeyinde oluşabilecek pekleşmenin önlenebilmesi için bazı hususlara dikkat etmek gerekir. Takımın kesme öncesinde yüzey üstünde hafif temas ile hareketi, yüzeyin hemen altındaki tabakada ezilmeye ve pekleşmeye, yüzeyin parlatılmasına ve takımın daha yüzeye dalmadan yanmasına yol açabilir. Ayrıca iş parçasında bir önceki işlemden (şekillendirmi veya talaşlı imalat) gelen sertleşmenin talaş kaldırmaya etkisi hesaba katılmalıdır. Kesme sırasında oluşabilecek pekleşme, karbon çeliklerinkine göre daha düşük besleme ve kesme hızları ile önlenebilir. Düşük alaşımlı martenzitik ve ferritik çeliklerin talaş kaldırılarak işlenmesi karbon çeliklerininkine çok benzer. Bu türlerin gevrek oluşu kırık talaş oluşmasını sağlar. 38 HRC civarında su verilip temperlenmiş düşük alaşımlı martenzitik çelikler kullanılarak boyut toleransları ve yüzey kalitesi çok iyi ürünler elde edilebilir. Yüksek alaşımlı martenzitik çeliklerde (420 ve 440 gibi) tavlanmış haldeki sertlik yüksek olduğundan, yüksek kromlu ferritiklerde (446 gibi) ise yüksek süneklikten ötürü talaş kaldırma daha zordur.

ISIL İŞLEMLER

Paslanmaz çelikler türüne ve amacına bağlı olarak tavlama, su verme ve gerilme giderme tavlaması gibi değişik ısıl işlemlere tabi tutulabilirler. Bu işlemlerle korozyon dayanımı ve süneklik özellikleri istenen noktaya getirilebilir veya şekillendirme gibi işlemler sonucu mekanik ve metalurjik özelliklerdeki değişmeler giderilir. Paslanmaz çeliklerin ısıl işlemleri, yüzey kusurların› önlemek için çoğu zaman kontrollü atmosferde yapılır.

1- Tavlama, Hemen her çeşit paslanmaz çeliğe uygulanabilir. Ostenitik çeliklerde tavlama işlemi, yeniden kristalleşmeye ek olarak yumuşamaya da yol açar ve krom karbürleri ostenit katı çözeltisi içine alır. Sonucu işlevinden dolayı bu işleme çözme tavı da denir. Çoğu zaman 1040 °C sıcaklığın biraz üstünde gerçekleştirilen bu işlem, ince taneli bir içyapı arzu edildiğinde 1010 °C'da yapılır. Yüzeyde oksitlenmeye neden olmamak ve portakallaşmaya yol açabilecek tane büyümesini önlemek için işlemin kısa sürede yapılmasına dikkat edilir.  Isıl işlemler Ostentik çeliklerin tavlanmasına suverme tavlamasıda denir. Bunun sebebi tavlama sonrası krom karbür çökelmesini önlemek ve malzemenin korozyona duyarlı hale gelmesine neden olmamak için tav sonrasında malzemenin suda süratli soğutulması gereğidir.

2- Sertleştirme, Martenzitik çelikler, ostenitleme, suverme ve temperleme yoluyla ıslah edilir. Ostenitleme sıcaklığı 980°C ile 1010°C arasındadır. Ostenitleme sıcaklığı 980°C civarında tutulduğunda suverme sonrası sertlik daha yüksek olur. Suverme işlemi çoğu zaman havada soğutma ile olur, ancak kalın kesitli parçalarda yağda soğutma yapılır.

3- Gerilme Giderme,  Gerilme giderme işlemleri, kaynak veya şekillendirme ardından korozyon ve boyut hassasiyeti açısından sorun çıkarabilecek artık gerilmeleri gidermek üzere malzeme türünü ve parça boyutlarına göre değişik şekillerde yapılabilir. Kaynak sonrası parçanın tamamının tavlanamadığı durumlurda, kaynak dikişleri yerel olarak normal tavlama sıcaklığının altında bir değere ısıtılabilir. 400°C altında yapılan gerilme giderme işlemleri, iç gerilmeleri ancak belirli bir oranda ortadan kaldırabilir. 425°C ile 925°C arasında yapılan gerilme giderme işlemleri gerilme korozyonuna ve çarpılmalara yol açabilen artık gerilmelerin tamamına yakınını ortadan kaldırabilir. Örneğin 870°C'da bir saatlik tavlama ile artık gerilmelerin %85'i giderilebilir. Fakat bu işlem sırasında çökelen tanelerarası karbürler korozyon dayanımını düşüren bir hassaslaşmaya yol açar. Bundan dolayı, uzun süreli gerilme giderme tavlaması uygulanacak parçalar 312, 347 ve 348 gibi stabilize veya 304L ve 316L gibi çok düşük karbonlu alaşımlardan yapılmalıdır. Plastik şekillendirilmiş ostenitik çeliklere 345°C ile 370°C arasında 2 saatlik bir "düşük" sıcaklık gerilme gidermesi uygulanmalı, 425°C gibi daha yüksek sıcaklıklara ancak tanelerarası korozyon dayanımının kritik olmadığı durumlarda başvurulmalıdır. Martenzitik ve ferritik çeliklerde gerilme gidermesi aynı zamanda kaynak ve ısı tesiri altındaki bölgede temperleme yapar ve korozyon dayanımını bir miktar iyileştirir.

Bu web sayfasındaki yazılı ve görsel bütün bilgilerin yayın hakları Hamit ARSLAN' a aittir. Hamit ARSLAN' ın yazılı izni olmaksızın kısmen veya tamamen alıntı yapılamaz, kopya edilemez, elektronik, mekanik, dijital, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemiyle çoğaltılamaz ve yayınlanamaz.


Facebook Twitter Google+ LinkedIn Pinterest Addthis