Yüksek Performanslı Paslanmaz Çelik

Yüksek performanslı paslanmaz çelikler, sadece% 18 krom ve% 8 içeren Tip 304L gibi standart paslanmaz çelik sınıflarına kıyasla çok çeşitli agresif ortamlarda belirgin şekilde üstün korozyon direncine sahip paslanmaz çelik ailesidir.  Çukurlaşma ve stres korozyonu çatlağına karşı dirençlerindeki üstünlükleri özellikle klorür iyonu içeren ortamlarda belirgindir. Bu performans, korozyon direnci için yüksek düzeyde krom, nikel, molibden ve azot alaşımı kullanılarak ve sıcak üretime ve kaynaklamaya izin verirken bu direnci korumak için çok düşük karbon içerikli bu kaliteler üretilerek elde edilir. Yüksek performanslı paslanmaz çeliklerin ticari kökenleri, çok düşük karbon içeriğine ve yakın bileşim kontrolüne sahip bileşimlerin ekonomik olarak üretilmesini mümkün kılan çelik eritme ve rafine etme teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla geldi. Bu teknolojiler arasında vakumlu eritme, elektron ışını yeniden eritme, elektroslag yeniden eritme ve en önemlisi bugün ticari açıdan vakum oksijen dekarburizasyonu ve argon-oksijen dekarburizasyonu bulunmaktadır. 1970'lerden başlayarak, bu paslanmaz çeliklerin sayısı, üretim teknikleri ve ticari önemi artmıştır. 

Yüksek performanslı paslanmaz çeliklerde üç ana sınıflandırma vardır. Östenitik, ferritik ve dupleks (östenitik-ferritik) ailelerdir. Her ailedeki paslanmaz çeliklerin genel benzerlikleri vardır, ancak aynı zamanda çok çeşitli korozyon direnci ve diğer özellikler de vardır. Bu, her ailenin yanı sıra bireysel sınıfların belirli bir gereksinim için optimum performans sunabileceği geniş bir mevcut ve potansiyel uygulama yelpazesine izin verir. Daha yüksek nikel östenitik kaliteler genellikle ciddi asit servisi ve klorür çukurluğu ve gerilme korozyon çatlağına karşı direnç için tercih edilir. Bunlar genellikle asit kondensatlarını işleyen baca gazı temizleme ekipmanı veya kağıt ağartma gibi güçlü oksidanlar içeren asidik çözeltiler için seçilir. Saha imalatının önemli bir husus olduğu durumlarda, göreceli kaynak kolaylığı nedeniyle östenitik kaliteler tercih edilir; bu ailenin kaliteleri, kaynak kalitesinin son derece önemli olduğu açık deniz ve nükleer borularda yaygın olarak kullanılmaktadır. Gereksinim ince sac içinse, ferritik kaliteler genellikle en uygun maliyetli olacaktır; bu nedenle, birçok ısı eşanjöründe boru malzemesi olarak kullanılmıştır. Çift yönlü kaliteler genellikle gücün avantajlı olduğu yerlerde seçilir. Kimyasal proses endüstrisi için basınçlı kaplarda kullanılmış ve ısı eşanjörlerinde kapsamlı hizmet görmüşlerdir. Yüksek performanslı paslanmaz çeliklerin her üç ailesi de 304 ve 316 Tiplerinden daha üstün klorür çukurluğu ve stres korozyon çatlağına karşı geniş bir direnç yelpazesi sunacaktır; bu nedenle imalatla ilgili kaygılar, klorür servisi durumunda genellikle nihai malzeme seçimini belirler.

Yüksek performanslı paslanmaz çelikler, metalürji ve imalat gereklilikleri bakımından 304 ve 316 Tiplerinden daha teknik olarak talep görmektedir. Bunun nedeni çeliklerin kendilerinin doğası ve içinde kullanıldığı zorlu uygulamalardır. Başarılı bir şekilde kullanmak için bu paslanmaz çeliklerin tam olarak anlaşılması gerekir. 

Önerilen Makale: Çelik malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için karbon çelikleri sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

 

Yüksek performanslı paslanmaz çeliklerin östenitik ailesi, standart kalite karşılığı ile birçok özelliği paylaşır. Tavlanmış durumda bu kaliteler esas olarak tek fazlı, yüz merkezli kübik östenitten oluşur ve manyetik değildir. Bu yapı, nispeten düşük akma dayanımı, yüksek çalışma sertleştirme oranı ve yüksek gerilme mukavemeti, iyi süneklik ve şekillendirilebilirlik, özellikle iyi düşük sıcaklık tokluğu ve ısıl işlemle sertleştirilememesi (veya güçlendirilmesi) ile karakterizedir. Korozyon direncinin yanı sıra, standart kalitelerle karşılaştırıldığında en büyük fark, yüksek performanslı kalitelerin yüksek sıcaklıklarda hızla ikincil fazlar oluşturmasıdır. Bu fazlar belirli mekanik özelliklere ve korozyon direncine zarar verebilir ve bu nedenle bu paslanmaz çeliklerin 500 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda uygulanması sınırlıdır. Ayrıca, dövme veya kaynak gibi yüksek sıcaklık operasyonları sırasında bu fazların zarar verici miktarlarının oluşmamasına dikkat edilmelidir.
 

Ferritik yüksek performanslı paslanmaz çelikler, az miktarda stabilize edici karbürler ve nitrürler hariç tamamen ferritik bir mikroyapıya sahiptir. Bu ferritik yapı, klorür stres korozyon çatlağına karşı çok dirençli olma özelliğine sahiptir, ancak tokluğu sınırlıdır. Tokluk, büyük kesit veya tane büyüklüğü etkileri ve gevrekleşen ikincil fazların çökeltilmesi ile daha da azaltılabilir. Bu kaliteler, bu tokluk sınırlamaları nedeniyle genellikle plaka kalınlıklarında üretilmez. 18-8 paslanmaz çeliklere kıyasla, yüksek nikel içeren östenitik alaşımlardan daha düşük bir maliyetle klorür stres korozyonu çatlaması ve çukurlaşmasına karşı üstün direnç sağlamak üzere geliştirilmiştir. Genellikle sadece ısı eşanjörü boruları veya ince sac uygulamaları için kullanılırlar. Isıl işlemle sertleştirilemezler, ancak tavlanmış durumda birçok östenitik kaliteden daha yüksek mukavemet gösterirler. 
 

Dubleks familyadaki kaliteler metalürjik olarak tavlanmış durumda yaklaşık olarak eşit östenit ve ferrit kısımlarından oluşan bir mikroyapıya sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, nikel içeriğinin orta derecede düşük seviyelerle sınırlandırılması ve krom içeriğinin %22-26'ya kadar artırılmasıyla elde edilir. Molibden içeriği yaklaşık 317L ile aynı seviyede tutulur. Bu nedenle, PRE sayıları 317L için olduğu gibi yaklaşık 30'dan yüksek olduğunda, çoğunlukla daha yüksek krom ve azot içeriğinin bir sonucudur. Dubleks yapı, iki fazın her birinin daha iyi özelliklerinden yararlanan özellikler sergiler. En önemlisi, bu kaliteler kullanışlı süneklik ve tokluk ile birlikte çok yüksek mukavemet sağlar. Çok miktarda nikel içermedikleri için, orta maliyetle mukavemet, genel korozyon ve stres korozyonu çatlama direncinin iyi bir kombinasyonunu sağlayabilirler. Östenitik ailede olduğu gibi, bu kaliteler ısıl işlemle sertleştirilemez. Dubleks paslanmaz çelikler, ikincil fazlardan zarar görmemek ve yaklaşık eşit miktarda ferrit ve ostenit dengesini korumak için dikkatli imalat prosedürleri gerektirir. Bu açıdan östenitik paslanmaz çeliklerden daha çok talep görürler.