Bu parlak demir alaşımının kimyası, alaşım elementleri ile çevre arasındaki etkileşimi önleyen koruyucu bir tabaka oluşturur.
Paslanmaz çelik, demir, krom, manganez, silikon, karbon ve birçok durumda önemli miktarda nikel ve molibden içerir. Bu elementler, su ve havadaki oksijenle reaksiyona girerek metal oksitler ve hidroksitler gibi korozyon ürünlerinden oluşan çok ince, kararlı bir film oluşturur. Yani paslanmaz çeliğin kimyası, havadaki ve çevredeki oksijenin çelikteki demire ulaşmasını önleyerek zararlı oksidasyon reaksiyonunu önler.
Paslanmaz çeliğin içinde minimum yüzde 10,5 bulunan krom, havadaki oksijenle reaksiyona girer ve paslanmaz çeliği korozyona ve pasa karşı oldukça dirençli hale getiren koruyucu bir tabaka oluşturur. Kararlı filmin varlığı, alttaki metal yüzeye oksijen ve su erişimini sınırlayan bir bariyer görevi görerek ek korozyonu önler.
Film çok kolay ve sıkı bir şekilde oluştuğu için, sadece birkaç atom katmanı bile korozyon oranını çok düşük seviyelere düşürür. Filmin ışığın dalga boyundan çok daha ince olması, modern aletlerin yardımı olmadan görmeyi zorlaştırır. Bu nedenle, çelik atom seviyesinde aşınmış olsa da paslanmaz görünür.
Buna karşılık, yaygın ucuz çelik, sudaki oksijenle reaksiyona girerek nispeten kararsız bir demir oksit/hidroksit filmi oluşturur ve bu film zamanla ve suya ve havaya maruz kaldıkça büyümeye devam eder. Bu nedenle, pas olarak da bilinen bu film, suya ve havaya maruz kaldıktan kısa bir süre sonra kolayca gözlemlenebilmesini sağlayacak kadar kalınlığa ulaşır.
Paslanmaz çelik doğal olarak korozyona dayanıklıdır, ancak paslanmaya karşı bağışıklık kazanmış değildir. Geleneksel çeliklerden daha az paslanmaya meyilli olsa da uzun süreler boyunca zararlı kimyasallara, tuzlu suya, grese, neme ya da ısıya maruz kalmak korozyona neden olabilir.
Korozyon olasılığı paslanmaz çeliğin krom içeriğine bağlıdır ve daha yüksek krom içeriği pas oluşumu riskini azaltır. Bazı paslanmaz çelik türleri, krom içeriğine bağlı olarak diğerlerinden daha fazla korozyona eğilimlidir. Krom içeriği ne kadar yüksekse, metalin paslanma olasılığı o kadar düşüktür.
Ancak, zamanla ve doğru şekilde bakımı yapılmazsa, paslanmaz çelikte pas oluşabilir.
Paslanmaz çelikte korozyon türleri
Paslanmaz çelikte farklı korozyon türleri vardır. Her biri farklı zorluklar sunar ve farklı kullanım gerektirir.
Genel korozyon; en öngörülebilir ve kullanımı en kolay olanıdır. Tüm yüzeyin düzgün bir şekilde kaybolmasıyla karakterize edilir.
Galvanik Korozyon; metal alaşımını etkiler. Bir metalin diğeriyle temas ettiği ve birinin veya her ikisinin birbiriyle reaksiyona girerek korozyona uğramasına neden olduğu bir durumu ifade eder.
Çukur korozyonu; boşluklar veya delikler bırakan yerel bir korozyon türüdür. Klorür içeren ortamlarda yaygındır.
Yarık korozyonu; ayrıca iki birleşme yüzeyi arasındaki yarıkta oluşan yerel korozyondur. İki metal veya bir metal ve bir metal olmayan arasında meydana gelebilir.
Üretim
Dört ana paslanmaz çelik türü vardır: östenitik, ferritik, martensitik ve dubleks. Östenitik paslanmaz çelik endüstride baskındır ve toplam paslanmaz çelik üretiminin yüzde 70’inden fazlasını oluşturur. Özellikleri arasında maksimum yüzde 0,15 karbon ve minimum yüzde 16 krom bulunur ve paslanmaya karşı çok güçlü koruma sağlar.
Ferritik paslanmaz çelik, ostenitik sınıflara kıyasla daha düşük korozyon direncine sahiptir, ancak martensitik paslanmaz çelikten daha iyidir.
Dubleks paslanmaz çelikler, özellikle çukurlaşma, yarık korozyonu ve gerilim korozyon çatlaması olmak üzere yerel korozyona karşı yüksek dirence sahiptir.
Üretim aşamasında, paslanmaz çeliğin demir veya sıradan çelikle temas etmesini önlemek önemlidir. Bu, çalışma masaları, aletler, depolama üniteleri, çelik torna silindirleri ve zincirler dahil olmak üzere çevredeki ortamın incelenmesinde dikkatli olmayı gerektirir.
Üretim sırasında paslanmaz çeliğe yerleşen herhangi bir karbon çeliği toz parçacığı, yüzeyini kirleterek paslanma olasılığını artırabilir. Ayrıca, karbon veya düşük alaşımlı çelikle kullanılan temizleme ve taşlama aletleri paslanmaz çeliklerden ayrı tutulmalıdır.
Paslanmaz çeliğin keşfi
Modern paslanmaz çelik, 1912’de silah namlularındaki korozyonu önlemek için çelik alaşımlarını inceleyen İngiliz metalurjist Harry Brearley tarafından geliştirildi.
Brearley, demir, karbon, krom ve nikelden bir alaşım yarattı. Ancak bir silah namlusu için uygun değildi, bu yüzden onu arka bahçesine attı. Birkaç hafta sonra Brearley bahçesindeki parlak alaşımın paslanmadığını fark etti ve bu malzemeyi geliştirerek 1915’te dünyaya tanıttı.
Paslanmaz çelik, dünya çapında kullanılan çeliğin yaklaşık yüzde 4’ünü oluşturduğu düşünülüyor ve bu miktar neredeyse 2 milyar tona eşdeğer.
Kaynak: LiveScience
