Paslanmaz Çeliklerin Erime Noktası Nedir? – Eksiksiz Bir Kılavuz

1.0 Paslanmaz Çeliklerin Erime Noktası Aralığı

Austenitik Paslanmaz Çelikler (örneğin 304, 316): Bunlar biraz daha düşük erime noktalarına sahiptir ancak mükemmel süneklik ve korozyon direnci sunarlar.

• Ferritik Paslanmaz Çelikler: Daha yüksek erime noktalarına sahip olup, olağanüstü oksidasyon direnci ve gerilim korozyon direnci gösterirler.
• Martensitik Paslanmaz Çelikler:Yüksek erime noktalarına ve güçlü sertliklerine sahip olduklarından, kesici takımlar ve otomotiv parçaları gibi yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı uygulamalar için idealdirler.

Paslanmaz çeliğin erime noktası, bileşimine bağlı olarak değişir, ancak çoğu sınıf 1400°C – 1530°C (yaklaşık 2550°F – 2790°F) aralığındadır.

İpucu: Yüksek erime noktalarına rağmen, gerçek çalışma sıcaklıkları çok daha düşüktür. Örneğin, Tip 304, 870°C'ye (1598°F) kadar havada kullanım için önerilirken, Tip 310, 1050°C'ye (1922°F) kadar dayanabilir.

1.1 Paslanmaz çelik sınıflarının erime sıcaklığı tablosu

2.0 304 ve 316 Paslanmaz Çelik Arasındaki Erime Noktası Farkları

304 ve 316 en yaygın ostenitik paslanmaz çeliklerdir; her ikisi de katılaşma noktasından erime noktasına kadar stabil kalan yüz merkezli kübik (FCC) kristal yapıya sahiptir.

• 304 paslanmaz çelik Erime aralığı: yaklaşık 1400–1450°C (2552–2642°F)
• 316 paslanmaz çelik erime aralığı: yaklaşık 1375–1400°C (2507–2552°F)

Erime noktalarındaki fark esas olarak kimyasal yapılarından kaynaklanmaktadır; 316, daha yüksek oranda nikel ve erime noktasını biraz düşüren eklenmiş molibden içermektedir.

3.0 Paslanmaz Çeliklerin Erime Noktasını Etkileyen Temel Faktörler

3.1 Alaşım Elementlerinin Etkisi

 Paslanmaz çelik, öncelikle demir, krom ve nikelden oluşur. Krom, korozyon direncini artırır ve erime noktasını yükseltir; nikel, tokluğu artırır ancak erime noktasını düşürür; karbon, sertliği artırır ve daha yüksek karbon içeriği genellikle daha yüksek bir erime noktasıyla ilişkilidir.

Başlıca alaşım elementlerinin erime noktaları:

• Demir (Fe): 1535°C
• Krom (Cr): 1890°C
• Nikel (Ni): 1453°C

Bu elementlerin kombinasyonu oksidasyon direncini ve yüksek sıcaklık dayanıklılığını artırır. Ancak, belirli kombinasyonlar erime noktası düşüşüne neden olabilir, yani paslanmaz çelik, yüksek erime noktalı elementler içermesine rağmen, her zaman normal çelikten daha yüksek bir genel erime noktasına sahip değildir - alaşım oranına bağlıdır.

3.2 Kristal Yapısı

Paslanmaz çeliğin kristal yapısı erime noktasını da etkiler.

• Austenitik (FCC): iyi süneklik, nispeten daha düşük erime noktası
• Ferritik (BCC): daha yüksek erime noktası
• Martensitik: ısıl işlemle oluşmuş, karmaşık yapı, erime noktası işleme yöntemlerinden etkilenmiştir

3.3 Dış Koşullar:

• Basınç: Daha yüksek basınç erime noktasını artırır
• Atmosfer: Oksijen ve kükürt gibi gazlar, yüksek sıcaklıklarda malzeme davranışını etkileyebilir
• Safsızlıklar: Daha yüksek safsızlık seviyeleri (örneğin kükürt, fosfor) erime noktasını düşürür

3.4 Isıl İşlemin Erime Noktası ve Performans Üzerindeki Etkileri:

Isıl işlem erime noktasını önemli ölçüde değiştirmezken, malzeme yapısını ve performansını değiştirir.

• Tavlama: sünekliği artırır, kalıntı gerilimi azaltır
• Söndürme: mukavemeti artırır, termal şok direncini güçlendirir
• Gerilim Giderme: Malzemenin kararlılığını artırır, deformasyon riskini azaltır

4.0 Paslanmaz Çelik Neden Sabit Bir Erime Noktasına Sahip Değildir?

Paslanmaz çelik, her biri farklı bir erime noktasına sahip demir, krom, nikel, molibden ve diğer elementlerden oluşan bir alaşımdır. Tek bir sıcaklıkta eriyen saf metallerin aksine, paslanmaz çelik katıdan sıvıya kademeli olarak geçiş yaparken bir sıcaklık aralığında erir.

Bu erime aralığı iki temel terimle tanımlanır:

• Katılaşma Sıcaklığı: Erimenin başladığı sıcaklık
• Sıvı Sıcaklığı: Malzemenin tamamen eridiği sıcaklık

5.0 Paslanmaz Çeliğin Erime Noktasını Bilmek Neden Önemlidir?

Metalleri yüksek sıcaklık ortamlarında kullanırken, erime noktalarını anlamak kritik önem taşır. Çok düşük erime noktasına sahip bir malzeme seçmek deformasyona, arızaya veya felaketle sonuçlanan kazalara yol açabilir. Bu nedenle:

Tasarım mühendisleri, malzemenin en yüksek çalışma sıcaklıklarına dayanabileceğinden emin olmalıdır

Kaynak ve ısıl işlem gibi işlemler, güvenli ve tutarlı kaliteyi sağlamak için erime aralığını dikkate almalıdır

Eritme ve İşleme:

Erime aralığı çelik üreticileri için çok önemlidir: uygun sıcaklık penceresinde eritme ve dökümü kontrol etmek; uygun işleme yöntemlerini (haddeleme, dövme vb.) belirlemek. Erime noktası tasarımcılar veya mühendisler gibi son kullanıcıları doğrudan etkilemese de, üretilebilirliği ve ısıl işlem özelliklerini dolaylı olarak etkiler.

6.0 Yüksek Sıcaklık Performansı ve Sürünme Gücü

Erime noktasının altında bile yüksek sıcaklıklar şunlara neden olabilir: çekme dayanımının azalması (örneğin, 870°C'de 100% dayanımı 1000°C'de 50%'ye düşebilir); yük taşıma kapasitesinin azalmasına ve eğilmeye yol açan yapısal deformasyon; koruyucu oksit filmine zarar veren ve korozyon riskini artıran artan oksidasyon; ısıl genleşme, kaynakların gevşemesi ve yapısal bütünlüğün tehlikeye girmesi.

Oksidasyon ve Sülfidasyon Direnci:

Krom, paslanmaz çelikte oksidasyon direncini artırır; yüksek nikel içerikli alaşımlar yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direncini kaybedebilir; erime noktası aşırı ortamlarda korozyon direncini dolaylı olarak etkiler.

7.0 Üretim ve Kaynakta Dikkat Edilmesi Gerekenler

Erime noktası paslanmaz çeliğin döküm, kaynak ve diğer ısıl işlem yöntemlerine uygunluğunu belirler.

• 304 paslanmaz çelik: daha yüksek erime noktası ve iyi ısı tutma, orta ila yüksek sıcaklık ortamlarına uygundur
• 316 paslanmaz çelik: daha iyi süneklik ve üstün korozyon direnci, deniz veya kimyasal ortamlar için idealdir

Aşağıdaki liste çeşitli yaygın metalleri ve bunlara karşılık gelen erime noktalarını içermektedir.

8.0 SSS: Paslanmaz Çeliklerin Erime Noktası