1913'te İngiliz metalürist Harry Brearley, tüfek namlularını iyileştirmek için bir proje üzerinde çalışıyor, yanlışlıkla düşük karbona krom eklediğini keşfetti. çelik leke tutmaz. Demir, karbon ve kromun yanı sıra, modern paslanmaz çelik nikel, niyobyum, molibden ve titanyum gibi başka elementler de içerebilir.
Nikel, molibden, niyobyum ve krom, paslanmaz çeliğin korozyon direncini arttırır. Çeliğe paslanmaya karşı dirençli olmasını veya diğer çelik türlerinden daha az lekelenmesini sağlayan en az% 12 krom eklenmesidir. Çelikteki krom, pasif film olarak adlandırılan ince, görünmez bir krom içeren oksit tabakası oluşturmak için atmosferdeki oksijenle birleşir. Krom atomlarının boyutları ve oksitleri benzerdir, bu nedenle metal yüzeyinde düzgün bir şekilde bir araya gelirler ve sadece birkaç atom kalınlığında kararlı bir tabaka oluştururlar. Metal kesilir veya çizilirse ve pasif film bozulursa, maruz kalan yüzeyi hızla daha fazla oksit oluşturacak ve geri kazanacak ve koruyacaktır. oksidatif korozyondan.
Demir, diğer taraftan, hızlı bir şekilde paslanır çünkü atomik demir oksitten çok daha küçüktür, bu nedenle oksit sıkıca paketlenmiş bir tabakadan ziyade gevşek bir tabaka oluşturur ve uzaklaşır. Pasif film kendi kendini onarmak için oksijene ihtiyaç duyar, bu nedenle paslanmaz çelikler düşük oksijen ve zayıf sirkülasyon ortamlarında korozyon direncine sahiptir. Deniz suyunda, tuzdaki klorürler pasif filme düşük oksijenli bir ortamda onarılabileceğinden daha hızlı saldırır ve yok eder.
Paslanmaz Çelik Çeşitleri
Üç ana paslanmaz çelik türü östenitik, ferritik ve martensitiktir. Bu üç çelik türü, mikro yapıları veya baskın kristal fazları ile tanımlanır.
- östenitik: Östenitik çelikler birincil fazları olarak östenit içerir (yüz merkezli kübik kristal). Bunlar, Tip 302 demir bileşimi,% 18 krom ve% 8 nikel çevresinde yapılandırılmış krom ve nikel (bazen manganez ve azot) içeren alaşımlardır. Östenitik çelikler ısıl işlemle sertleştirilemez. En bilindik paslanmaz çelik muhtemelen Tip 304'tür, bazen T304 veya basitçe 304 olarak adlandırılır. Tip 304 cerrahi paslanmaz çelik,% 18-20 krom ve% 8-10 nikel içeren östenitik çeliktir.
- ferritik:Ferritik çelikler ana fazları olarak ferrit (vücut merkezli kübik kristal) içerir. Bu çelikler,% 17 kromun Tip 430 bileşimine dayanan demir ve krom içerir. Ferritik çelik östenitik çelikten daha az sünektir ve ısıl işlemle sertleştirilemez.
- martensitik: Karakteristik ortorombik martensit mikroyapısı ilk olarak 1890 civarında Alman mikroskopist Adolf Martens tarafından gözlemlenmiştir. Martensitik çelikler, Tip 410 demir bileşimi,% 12 krom ve% 0.12 karbon etrafında inşa edilen düşük karbonlu çeliklerdir. Temperlenebilir ve sertleştirilebilir. Martensit çeliğe büyük bir sertlik kazandırır, ancak aynı zamanda tokluğunu azaltır ve kırılgan hale getirir, bu nedenle birkaç çelik tamamen sertleştirilir.
Yağışla sertleştirilmiş, dubleks ve dökme paslanmaz çelikler gibi başka paslanmaz çelik kaliteleri de vardır. Paslanmaz çelik çeşitli yüzey ve dokularda üretilebilir ve geniş bir renk yelpazesinde renklendirilebilir.
Pasivasyon
Paslanmaz çeliğin korozyon direncinin pasifleştirme işlemi ile arttırılıp arttırılamayacağı konusunda bazı anlaşmazlıklar vardır. Esasen pasivasyon, çeliğin yüzeyinden serbest demirin uzaklaştırılmasıdır. Bu, çeliğin nitrik asit veya sitrik gibi bir oksidan içine daldırılmasıyla gerçekleştirilir. asit çözüm. Üst demir tabakası çıkarıldığından, pasivasyon yüzey renk değişikliğini azaltır.
Pasivasyon, pasif tabakanın kalınlığını veya etkinliğini etkilemese de, kaplama veya boyama gibi daha ileri işlem için temiz bir yüzey üretilmesinde yararlıdır. Öte yandan, oksidan çelikten tamamen çıkarılırsa, bazen sıkı bağlantılara veya köşelere sahip parçalarda olduğu gibi, çatlak korozyonu meydana gelebilir. Çoğu araştırma, azalan yüzey parçacık korozyonunun çukur korozyonuna karşı duyarlılığı azaltmadığını göstermektedir.