Paslanmaz Çelik Sınıflarının Açıklaması: 304 vs 316 vs 430 vs 2205

Paslanmaz çelik kalitesi size gerçekte ne anlatır?

Paslanmaz "kalite", korozyon davranışını, mukavemeti, şekillendirilebilirliği, kaynaklanabilirliği, manyetizmayı ve maliyeti tahmin eden standartlaştırılmış bir tarif ve özellik penceresidir (kimya mikroyapı işleme).

En basit düzeyde, paslanmaz çelikler paslanmaya karşı dayanıklıdır çünkü ince, kendi kendini onaran pasif oksit filmi oluşturmaya yetecek kadar krom içerirler. Çoğu standartta paslanmaz şu şekilde tanımlanır: ≥%10,5 krom kütleye göre. Daha fazla krom genellikle oksidasyon direncini artırır; molibden ve nitrojen gibi ilaveler klorürün çukurlaşma direncini artırır; nikel östeniti stabilize eder ve tokluğu ve şekillendirilebilirliği artırır.

Ancak “paslanmaz” “leke tutmaz” değildir. Klorürler (tuz), yarıklar, durgun su, yüksek sıcaklıklar veya kötü kaplama, pasifliği bozabilir ve çukurlaşmaya, aralık korozyonuna, çay lekelenmesine, stres korozyon çatlamasına veya tanecikler arası korozyona neden olabilir. Doğru kaliteyi seçmek, alaşımı maruz kalma ve üretim gerçekleriyle eşleştirmekle ilgilidir.

Sınıf adları nasıl çalışır (AISI, BM, TR 1.xxxx)

Sınıf etiketleri bölgeye göre değişir ancak aynı temel malzeme tanımıyla eşleşirler. Yaygın olarak şunları göreceksiniz:

• AISI/ASTM 3 haneli (örneğin, 304, 316, 430): sıradan aileler için yaygın olarak kullanılan kısaltma.
• UNS (örneğin, S30400, S31603): standartlarda kullanılan net kod; “03” genellikle düşük karbonu belirtir (örn. 316L = S31603).
• EN (örneğin, 304 için 1,4301, 316L için 1,4404): Avrupa'da yaygındır.

“L”, “H” ve stabilize notlar neden önemlidir?

Düşük karbonlu (“L”) kaliteler (304L, 316L), kaynak veya yüksek sıcaklığa maruz kalma sonrasında hassasiyet riskini (tane sınırlarında krom karbür oluşumu) azaltır, bu da birçok hizmet ortamında tanecikler arası korozyonun önlenmesine yardımcı olur.

Yüksek karbon (“H”) kaliteler (örneğin 304H) daha iyi yüksek sıcaklık dayanımını (sürünme) destekler ancak yönetilmediği takdirde hassasiyet riskini artırabilir.

Stabilize kaliteler (Ti ile 321, Nb ile 347), yüksek sıcaklıktaki servisler veya "L" kimyasının tek başına yetersiz olabileceği kaynak sırasında hassasiyete direnecek şekilde tasarlanmıştır.

Aralarından seçeceğiniz paslanmaz çelik aileleri

Paslanmaz seçim kararlarının çoğu aslında mikroyapı kararlarıdır. Her ailenin farklı ödünleşimleri vardır:

Östenitik (300 serisi: 304, 316)

• Mükemmel şekillendirilebilirlik ve tokluk (düşük sıcaklıklarda bile).
• Tavlanmış durumda genellikle manyetik değildir (soğuk işlemden sonra biraz manyetik hale gelebilir).
• Sıcak, tuzlu koşullarda klorür çukurlaşması/yarık korozyonu ve klorür stresli korozyon çatlamasına karşı hassastır.

Ferritik (430 gibi 400 serisi)

• Manyetik, genellikle daha düşük maliyetli (çok az/nikel yok).
• Atmosfer korozyonuna ve oksidasyona karşı iyi direnç; 316 ve birçok dubleks derecesine göre sınırlı klorür direnci.
• Genellikle 304'ten daha az şekillendirilebilir; kalın kesitler için kaynaklanabilirlik daha kısıtlayıcı olabilir.

Martensitik (410, 420)

• Daha yüksek sertlik ve aşınma direnci için ısıl işleme tabi tutulabilir.
• Manyetik; tipik olarak 304/316'dan daha düşük korozyon direnci.
• Sertliğin önemli olduğu çatal bıçak takımları, miller, valf parçaları ve aşınma bileşenleri için kullanılır.

Dubleks (2205 ve sonrası)

• Karışık ostenit ferrit yapısı: yüksek mukavemet ve geliştirilmiş klorür direnci.
• Sık sık akma dayanımının yaklaşık 2 katı Tipik koşullarda 304/316, daha ince kesitlere olanak sağlar.
• Kaynak, faz dengesini ve korozyon performansını korumak için daha sıkı ısı girişi ve dolgu kontrolü gerektirir.

Yağışla sertleşme (17-4PH)

• Yaşlandırma ısıl işlemiyle yüksek mukavemet; havacılık/endüstriyel bileşenlerde yaygındır.
• Korozyon direnci duruma ve ortama bağlı olarak genellikle 304 ila 316 arasındadır.

Asıl soru 304'e karşı 316 değil: klorürlere ve yarıklara odaklanın

Pratik bir paslanmaz seçimi yaklaşımı, en yaygın arıza etkenleriyle başlar: klorüre maruz kalma, yarıklar/durgunluk, sıcaklık ve yüzey durumu. Sıkı bir yarık, biyolojik kirlenme, aralıklı ıslanma veya pürüzlü bir yüzeyiniz varsa "doğru" kalite değişebilir.

Çukurlaşma direncini karşılaştırmak için PREN'i kullanın (hızlı, mükemmel değil)

Yaygın bir tarama ölçüsü Çukur Direnci Eşdeğer Sayısıdır (PREN):

PREN ≈ %Cr 3,3×%Mo 16×%N

Tipik basketbol sahası PREN değerleri (kesin değer belirli standart aralığa ve ısı kimyasına bağlıdır):

PREN bir karşılaştırma aracıdır, bir garanti değildir. Gerçek performans büyük ölçüde sıcaklığa, oksijen mevcudiyetine, çatlaklara, birikintilere, kaynak kalitesine ve yüzey kalitesine bağlıdır. Yine de birçok alıcı için temel çıkarım şudur: 316, klorürlerde 304'ten anlamlı bir adımdır ve 2205 yine bir adım değişikliktir .

Hızlı bir gerçeklik kontrolü örneği

Sahil yakınında veya havuz çevresinde bağlantı elemanları, korkuluklar veya braketler belirliyorsanız, 304 genellikle tuz birikintilerinin biriktiği ve ıslak kaldığı yerlerde çay lekeleri veya çukurlaşmalar geliştirir. 316'ya geçiş genellikle görünüm ömrünü iyileştirir çünkü molibden lokal saldırılara karşı direnci artırır. Parçada sıkı yarıklar (bindirme bağlantıları, contalar, diş kökleri) varsa veya sıcak klorürler görülüyorsa, daha yüksek malzeme maliyetine rağmen duplex 2205 daha sağlam bir seçim olabilir.

Pratik “ne zaman seç…” kurallarıyla açıklanan ortak notlar

Yalnızca bir kuralı hatırlıyorsanız: klorür yarıkları sıcaklığı "standart paslanmaz"ın ilk başarısız olduğu yer burasıdır. Bu nedenle gerçek dünyadaki birçok yükseltme, tuz şiddeti arttıkça 304 → 316L → 2205 (veya daha yüksek) olur.

Tasarımları değiştiren mekanik özellik farklılıkları

Kaliteler yalnızca korozyon direnci açısından farklılık göstermez. Mukavemet ve sertlik kalınlığı, ağırlığı ve distorsiyonu etkiler. Tipik oda sıcaklığında akma dayanımı örnekleri (büyüklük sırası; ürün biçimi ve durumu önemlidir):

• 304/316 tavlanmış: yaklaşık 200–250 MPa verim (birçok spesifikasyon minimum değerleri 205-215 MPa civarında listeler).
• 2205 dubleks: genellikle yaklaşık 450MPa minimum verim, aynı yük için daha ince kesitlere olanak tanır.
• 17-4PH (yaşlı): aşabilir 900–1100 MPa Isıl işlem durumuna bağlı olarak verim.

Pratik sonuç: Bir braket, çerçeve veya basınç içeren parça tasarlıyorsanız, dubleks kalınlığı, kaynak süresini ve sapmayı azaltabilir. Bu, doğru şekilde üretebilmeniz koşuluyla, pound başına daha yüksek alaşım maliyetini dengeleyebilir.

Manyetizma ve soğuk iş sürprizleri

Ferritik ve martensitik kaliteler manyetiktir. Östenitik kaliteler tavlanmış formda genellikle manyetik değildir, ancak soğuk işlem (bükme, haddeleme, şekillendirme) kısmi manyetizmaya neden olabilir. Manyetizma katı bir gereklilikse (örn. sensör etkileşimi), "304 manyetik değildir" varsayımı yerine kabul edilebilir manyetik tepkiyi belirtin.

Kaynak ve imalat: iyi kalitelerin pratikte başarısız olduğu yerler

Paslanmaz korozyon sorunlarının çoğu temel sınıftan ziyade imalattan kaynaklanmaktadır. Aynı kalite, kaynak prosedürüne, ısıyla renk tonunun çıkarılmasına, yüzey kalitesine ve aralık tasarımına bağlı olarak çok farklı performans gösterebilir.

Bu üretim kontrollerini bir kontrol listesi olarak kullanın

• “L” notlarını seçin Aksi bir nedeniniz olmadığı sürece kaynaklı imalatlar için (hassaslaşma riskinin azaltılmasına yardımcı olur).
• Isı tonunu kaldır (asitleme/pasivasyon) korozyon açısından kritik hizmetlerde; ısı tonu çukurlaşma için zayıf bir nokta olabilir.
• Karbon çelik aletlerden kaynaklanan demir kirliliğinden kaçının; Serbest demir, paslanmaz yüzeyleri paslayabilir ve lekeleyebilir.
• Klorürlerin veya temizlik kimyasallarının bulunabileceği yarıkları (sürekli kaynaklar, yalıtılmış bağlantılar, drenaj yolları) tasarlayın.
• Dubleks (2205) için ısı girişini ve geçişler arası sıcaklığı kontrol edin; zayıf kontrol korozyon direncini ve dayanıklılığı azaltabilir.

Basit bir örnek: Bitirmek neden önemlidir?

Pürüzlü, çizik bir yüzey tuz birikintilerini tutar ve lokalize saldırıyı destekler. Görünüm ve yıkama performansı önemliyse, yalnızca kaliteyi değil, bitirme ve temizleme rejimini de belirtin. Pek çok mimari durumda, kaplamanın iyileştirilmesi (ve çatlakların ortadan kaldırılması), tasarım değişikliği olmadan yapılan eğim atlamasından daha iyi performans gösterebilir.

Isıya ve kimyasallara maruz kalma: doğru “uzman” kaliteleri seçin

Birincil maruziyetiniz yüksek sıcaklık (oksidasyon, kireçlenme, hassaslaşma riski) veya belirli bir kimyasal (asitler, klorlu temizleyiciler) ise genel 304/316 çerçevelemesi yanlış olabilir.

Isı ana etken olduğunda

• Kaynak gerektiren sürekli yüksek sıcaklıklar için aşağıdaki gibi stabilize edilmiş kaliteleri göz önünde bulundurun: 321/347 (hizmet sırasında hassaslaşmaya karşı direnç).
• Çok yüksek sıcaklıkta oksidasyon direnci için yüksek Cr/Ni kaliteleri 310 sıklıkla kullanılmaktadır.
• Sıcaklık açısından 316'nın "her zaman 304'ten daha iyi" olduğunu varsaymaktan kaçının; seçim oksidasyon, dayanıklılık ve hassaslaştırma hususlarına bağlıdır.

Kimyasallar ana etken olduğunda

Kimyasal uyumluluk tek bir tablo için çok geniş kapsamlıdır ancak güvenli bir iş akışı kullanabilirsiniz: konsantrasyonu, sıcaklığı, havalandırmayı ve kirleticileri tanımlayın; daha sonra kimyasal direnç verilerine bakın ve teste dayalı kaliteleri belirtin. Pratik bir not olarak, klorür içeren temizleyiciler ve ağartıcılar, yemek servisi ve bina bakımında sıklıkla paslanmaz katillerdir; bu durumlarda, proses kontrolleri ve durulama alaşım kadar önemli olabilir.

Pratik bir not seçimi matrisi (ortam → kısa liste)

Spesifikasyonunuzu oluşturmak için bunu bir başlangıç noktası olarak kullanın. Her zaman tam klorür seviyenize, sıcaklığınıza, temizlik kimyasallarınıza ve çatlağın ciddiyetine göre doğrulama yapın.

Karar ilkesi: Eğer çatlakları veya birikintileri ortadan kaldıramıyorsanız ve klorürler mevcutsa, notu yükseltin ve ayrıntıları yükseltin — yalnızca birini yapmak birçok projenin başarısız olduğu yerdir.

Tedarik kontrolleri: geri tepen “eşdeğer” ikamelerden kaçının

Paslanmazın genellikle yalnızca steno kalitesiyle satın alınması nedeniyle ikameler gerçekleşir. Riski kontrol etmek için bu kontrolleri spesifikasyonunuza veya PO notlarınıza ekleyin:

1. Belirsizliği azaltmak için tanımın tamamını belirtin (ör. 316L / UNS S31603 / EN 1.4404).
2. Özellikler önemli ölçüde farklılık gösterdiğinden ürünün biçimini ve durumunu (levha, levha, çubuk, tüp; tavlanmış, soğuk işlenmiş, eskitilmiş) tanımlayın.
3. Korozyon görünümü önemliyse yüzey bitirme gereksinimlerini belirtin (pürüzlülük ve bitirme yöntemi tortu tutmayı etkiler).
4. Kaynaklı bağlantılar için L sınıfı veya stabilize kaliteyi, kaynak sonrası temizlik beklentilerini ve ısıyla renklendirme için kabul kriterlerini belirtin.
5. Klorür hizmeti kritikse, "304 veya eşdeğeri" yerine minimum PREN ile ilgili kimya kontrollerinin (veya onaylanmış kalite listesinin) zorunlu kılınmasını değerlendirin.

Yaygın olarak yapılan pahalı bir hata, kozmetik dış mekan parçaları için daha düşük alaşımlı bir "eşdeğer" kabul etmektir. Lekelenme temizlik işçiliğine, yeniden işleme veya değiştirmeye yol açtığında, başlangıçtaki maliyet tasarrufları genellikle ortadan kalkar.

Hızlı sonuç: güvenle seçim yapmanın en basit yolu

"Açıklanan paslanmaz çelik kalitelerini" güvenli bir seçime dönüştürmek için bunu sırayla yapın:

• Maruziyeti tanımlayın: klorürler (tuz), sıcaklık, ıslak/kuru döngüler ve birikintilerin oturup kalmayacağı.
• Çatlakları tanımlayın: dişler, bindirme bağlantıları, contalar, birikinti altı bölgeleri, durgun cepler.
• Bir korozyon katmanı seçin: 304 (iyi huylu) → 316L (orta derecede klorürler) → 2205 (sıcak/yarık klorürler) → deniz suyu/sıcak tuzlu su için daha yüksek alaşımlar.
• Üretim kontrollerini kilitleyin: Kaynaklar için L sınıfı, ısıyla renk tonunu kaldırın, demir kirlenmesini önleyin, bitişi belirtin.
• Mukavemet kalınlığı etkiliyorsa dubleks veya PH sınıflarını göz önünde bulundurun; ancak durumu belirtin ve korozyon ihtiyaçlarını doğrulayın.

Sonuç olarak: paslanmaz kalite seçimi "en iyi" alaşımı seçmekle ilgili değildir; klorür şiddetine, çatlak riskine, sıcaklığa ve imalat kalitesine uygun alaşımı seçmekle ilgilidir.