Dubleks Paslanmaz Çelikler ve Korozyon
Tunahan Demir / Metalurji ve Malzeme Mühendisi
E-posta: [email protected]
Dubleks Paslanmaz Çelikler ve Korozyon
Ferritik-östenitik olarak da adlandırılan bu çeliklerin içyapısında her iki faz bir arada bulunur ve bu sayede östenitik ve ferritik çeliklerin her birinin de ötesinde iyileştirilmiş özellikler gösterir. Böylece östenitik çeliklere kıyasla daha iyi gerilme korozyonu dayanımına; ferritik çeliklere kıyaslandığında ise daha iyi tokluk ve sünekliğe sahip olurlar. Ayrıca, iki fazın bir arada bulunması halinde tavlanmış durumda bile 550 ile 690 MPa akma dayanımı gösterirler ki, bu değer fazların tek başına türdeki çeliklerin akma dayanımının yaklaşık iki katıdır.[1]
Paslanmaz çeliklerin korozyon dayanımı aşağıdaki eşitlikte verilmiş olan ve oyuklanma direnci, PRE (Pitting Resistance Equilavent) olarak tanımlanan eşitlik ile belirlenir.[2]
PRE = % Cr + 3.3 % Mo + 16 % N
PRE değeri ne kadar yüksek ise malzemenin oyuklanma korozyonuna karşı gösterdiği direnç de o kadar yüksek olur.
Dubleks paslanmaz çelikler kimyasal bileşimlerine ve korozyona karşı gösterdikleri dirence göre 4 gruba ayrılırlar.[3]
• %23 Cr içerenler, Mo içermeyenler (PRE≈25)
• %22 Cr ve Mo içerenler (PRE≈30-36)
• %25 Cr ve 0-%2,5 Cu içerenler (PRE≈32-40)
• Süper dubleks paslanmaz çelikler (PRE>40)
Endüstride yaygın olarak kullanılan dubleks paslanmaz çelik türlerinin kimyasal bileşimleri ve mekanik özellikleri Tablo 1 ve 2’de verilmiştir. Dubleks paslanmaz çeliklerin karbon içeriği % 0,03-0,04 aralığındadır. Paslanmaz çelik bileşiminde alaşım elementi olarak yer alan kromun, karbona karşı olan ilgisi yüksektir. Krom, demir kafesi içerisinde çözünmek yerine karbon ile Cr23C6 karbürlerini oluşturmayı tercih eder. Bu oluşum nedeniyle, demir kafesi içerisinde çözünmüş olarak yer alan krom miktarı azalır ve malzemenin paslanmazlık özelliği ortadan kalkar. Bu nedenle, paslanmaz çeliklerin düşük karbon içeriğine sahip olması istenir.
Dubleks paslanmaz çelik bileşiminde %6 civarında nikel bulunmaktadır. Krom, ferrit yapısını kararlı hale getirirken, nikel ise östenit oluşumunu kararlı hale getirir. Dubleks paslanmaz çelik yapısında bulunan nikel, östenit oluşumuna neden olarak %50 ferrit, %50 östenit yapısının elde edilmesini sağlar. Molibden, malzemedeki ferrit yüzdesini artırırken, malzemenin mekanik dayanımını da artırır. Azot ise korozyon direncinin ve östenit yüzdesinin artırılmasına yardımcı olur.[3]
Dubleks Paslanmaz Çeliklerde & Östenitik Paslanmaz Çeliklerde Korozyon
Dubleks östenitik-ferritik paslanmaz çelikler östenitik ve ferritik fazların korozyon direnci ve mekanik özelliklerini birleştirme amacı ile geliştirilmiştir; östenit tokluk ve genel korozyon direnci sağlarken ferrit, dayanım ve korozyona direnç sağlar.
Dubleks paslanmaz çelikler yaygın östenitik türlere çekici bir alternatif olarak geliştirilmiştir. Dubleks alaşımlar klorlu gerilmeli korozyon çatlamasına bağışıklılığının yanında yüksek dayanım da sunar ve bazı ortamlarda 300 serisi türlerin çukurcuk ve aralık korozyon direncini geçmiştir veya denktir. Kimyasal ve diğer tesislerde östenitik paslanmaz çeliklerin yıllardır süren başarısızlığının en önemli nedeni klorda gerilmeli korozyon çatlamasını engelleyememesidir. Bu problem yaygın 300 serisi paslanmaz çeliklerde görülür, fakat deneyler nikel oranının %5’ e düşürülmesinin klorda çatlamaya daha büyük direnç sağlayan ferritik-ostenitik dubleks yapı verdiğini göstermektedir.[4]
KAYNAKLAR
[1] Osmanoğlu, T., 2012, Aısı 304 ve 430 kalite paslanmaz çeliklerin mikroyapılarına, mekanik özelliklerine ve korozyon davranışlarına soğuk deformasyonun etkileri, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
[2] Kısaöz, A., Karaarslan, A., ‘‘Dubleks paslanmaz çeliklerde oluşan yüksek sıcaklık fazlarının genel bir bakış’’ Teknik Yazı.
[3] Kaluç E., Taban E., “Paslanmaz Çelikler, Geliştirilen Yeni Türleri ve Kaynak Edilebilirlikleri”, 2007, TMMOB, İstanbul.