Paslanmaz Çelik

Paslanmaz çelik malzeme ile yapilan imalat, karbon ve az alasimli çeliklerden daha farkli özellikler tasir. Bu farklilik, genellikle malzemelerin akma dayanimi ile peklesme davranislarinin degisik olmasindan kaynaklanir ve her bir paslanmaz çelik türü için ayri ayri ele alinmasi gerekir. Paslanmaz çeliklerin soguk sekillendirilme kabiliyetini etkileyen özellikleri akma ve çekme dayanimi, süneklik, peklesme özelligi ve kesit daralmasi degerleridir. Sekil verme kabiliyeti bakimindan ortak özellikler olarak sunlar siralanabilir:

  a. Paslanmaz çeliklerin dayanimi, sertligi ve sünekligi genellikle daha yüksektir.
  b. Daha hizli peklesirler (yani sekil verdikçe dayanimlari hizla artar)
  c. Imalat sonunda parça yüzeyinde korozyona karsi koruyucu bir oksit filmine sahip olmasi  gerektigi dikkate alinmalidir.

Bu nedenlerle, genel olarak, imalat sirasinda daha fazla güç kullanilmasi ve kullanilan takim, kalip, aparat ve ekipmanlarinin daha sik tamiri veya degistirilmesi ve yüzeye daha fazla özen gösterilmesi gerekir.

  * Kesme
  * Bükme ve Kenarlama
  * Derin Çekme – Germe
  * (Tornada) Sivama
  * Sicak Dövme
  * Talasli Dövme
  * Birlestirme Yöntemleri
  * Kaynak
  * Sert Lehim
  * Isil Lehim
  * Imalat Sirasinda Malzemenin Korunmasi

Kesme

Asagida paslanmaz çeliklerin degisik yöntemlerle kesilmesi hakkinda özet bilgiler verilmistir. Tüm kesme islemlerinde dikkat edilmesi gereken ortak özellikler sunlardir:

  " Demir esasli (demir veya çelik) parçaciklarla kirlenme önlenmelidir.
  " Mekanik olarak kesilen yüzeylerde koruyucu oksit filmi dogal olarak tekrar olusur. Bu film olusumu kimyasal pasivasyon islemiyle hizlandirilabilir.
  " Isil yöntemlerle kesilen yüzeyler kimyasal ve metalurjik olarak degisime ugrarlar. Mekanik ve korozyon özelliklerinde olumsuzluklar yasamamak için bu tabakalarin uzaklastirilmasi gerekir.

Makasla Kesme :

Paslanmaz çelik saclarin kesilmesi, peklesme özelliklerinden dolayi esdeger karbonlu saclara göre daha fazla kuvvet gerektirir. Malzeme sünek oldugundan kesme boslugu dar olmamalidir. 2 mm den kalin saclarda kalinligin %5 i, daha ince saclarda kalinligin %3 ünün kesme boslugu olarak alinmasi tavsiye edilir.

Dilme:

Dilme daha büyük endeki bir rulodan dar seritler elde edilmesi islemidir. Bu proses, tipik olarak dikisli boru üretimi için gerekli olan dar seritlerin elde edilmesinde kullanilir. Kesim yüzeylerinin çapaksiz olmasi önem tasir. Bunun için dairesel biçaklarin arasindaki kesme boslugu, biçaklarin dalma mesafeleri (penetrasyon) ve kesme hizi önem tasir. Biçak boslugunu kesilecek malzeme kalinliginin %5 i civarinda olmasi önerilir. Penetrasyon degeri malzeme cinsi ve kalinligina göre farklilik gösterir. Kesme hizi ise malzeme cinsi ve kalinligina bagli olarak 60 ila 200 m / dak. arasinda degisebilir.

Testere ile Kesme:

Paslanmaz çelikler el veya mekanik testerelerle kesilebilir. Her iki durumda da yüksek hiz çeliginden yapilmis testerelerin ve uygun kesme sivilarinin kullanilmasi tavsiye edilir. Ostenitiklerin kesilmesi daha güçtür.

Kalipta Kesme:

Yaglayici kullanmadan kesme yapilabilir, ancak kullanilmasi halinde kuvvet ve güç ihtiyaci düser, dolayisiyla takim ömrü artar. Kesme boslugunun dogru ayarlanmasi çok önemlidir. Dar bosluklar hassas ayar gerektirir ve kalip asinmasini artirir. Gereginden büyük bosluklar ise sünek paslanmaz çeliklerde kesme yüzeyinin bozulmasina yol açar. En uygun boslugun bulunmasinda biraz deneyim gerekir, bu deger kullanilan takim, is parçasi geometrisi ve malzeme özelliklerine bagli olarak degisir.delme ve pul kesme kaliplari da karbon çelikleri için yapilanlara kiyasla daha hassas yapilmalidir. Kesme boslugu kalinligin %10 unu geçmemelidir. 1mm ve daha ince saclarda, tavsiye edilen kesme boslugu (her tarafta) 0,025 ile 0,035 mm arasindadir. Kesme kuvvetinin düsürülmesi için kalip veya zimbanin açili yapilmasi gerekebilir. Zimba üstüne malzemenin kaynamasinin Önlenmesi için yüksek viskoziteli yaglayicilar kullanilir. Delik delme islemlerinde, en düsük çap, sac, kalinliginin iki katindan az olmamalidir. Birden fazla delik oldugunda, delikler arasi uzaklik en az sac kalinligi kadar olmalidir.

Asindiricilar ile Kesme:

Küçük kesitlerin ve ince yassi ürünlerin kesilmesinde kullanilabilir. Genellikle uygun bir yag emülsiyonu kullanilarak uygulanir. Kesme kenarinin isinmamasina özen gösterilmelidir.

Isil Kesme:

Paslanmaz çeliklerin bilesiminde yüksek oranda krom bulundugundan ve krom oksitin erime sicakligi çok yüksek oldugundan normal oksijenle kesme yöntemi bu malzemeler için yetersiz kalir. Bunu yerine metal tozlu kesme kullanilabilir. Bu yöntemde oksi-asetilen gaz alevine demirce zengin bir metal tozu püskürtülür ve bunun yanmasi sonucu olusan isi, eritmeye yeterli olur. Bir diger seçenek de elektrik arkinin olusturdugu yüksek isi yardimiyla kesme yapmaktir. Çok farkli elektrot ve gazlarin kullanildigi degisik arkla kesme yöntemleri gelistirilmistir.

Bükme ve Kenarlama

Paslanmazlarin bükme ve kenarlama islemleri de diger çeliklere oranla daha fazla özen ve % 50-60 daha fazla kuvvet gerektirir. Bunun yaninda geri yaylanma miktari da karbon çeliklerine göre çok daha fazladir. Tavlanmis haldeki çeliklerin bükme ekseni haddeleme yönüne paralel veya dik seçilebilir. Ancak ferritik çeliklerin bükme ekseni haddeleme yönüne dik tutulmali ve bükme radyüsü sac kalinliginin 2 katindan az olmamalidir(Bkz. Tablo 6.2). Ö Özellikle kenarlamada zimba (burun) yariçapi, bükme radyüsünün 8 kati kadar olmali ve zimbanin sac yüzeyine hasar vermesi önlenmelidir. Kenarlamada kalip-istampa arasi bosluk sac kalinligindan en az %10 fazla tutulmali ve arada sac sikismasi ve çizilmesi önlenmelidir. Kalip yüzeyleri taslama sonrasi elle veya makine ile çok iyi parlatilmali ve her türlü çapak, metal artigi, toz vb. kalintilar tamamen uzaklastirilmalidir.

Paslanmaz Çelik Türü		R/t  Orani
Tavlanmis Çelikler		0,5 – 1,5
Sertlestirilmis ve  Peklestirilmis Çelikler	Çeyrek Sert	1 – 2
	Yan Sert	2,5 - 4
	Tam Sert	4 - 6

Silindirik kazan ve depo yapiminda kullanilan merdaneli kivirma islemi karbon çeliklerine benzer sekilde yapilir, ancak daha fazla geri yaylanma olusacagi hesaba katilmalidir. Silindir makinesinde profil bükme isleminde de geri yaylanma dikkate alinmali, malzeme yüzeylerinin çizilmemesi için yüksek viskoziteli yaglar tercih edilmeli, merdane yüzeyleri de krom-nikel veya titanyum nitrür ile kaplanmalidir.

Derin Çekme-Germe

Sünek olmalari nedeniyle özellikle soguk sac sekillendirmede en çok kullanilan türler ostenitik paslanmaz çeliklerdir. Bu malzemelere yüksek oranlarda çekme uygulanabilir. 201 ve 301 kaliteleri iki eksenli germe ile %35 den daha fazla sekillendirilebilir, çünkü sekillendirme sirasinda kismen martenzitik dönüsüm olmasi metalin büzülmeye direnç göstermesini ve daha büyük miktarlarda üniform sekil degistirmesini saglar. Ferritik türlerin de sekil degistirme kabiliyetleri iyidir; ancak bunlar daha az sünek olduklarindan bu alasimlarin sekillendirilme özelligi daha sinirlidir, dolayisiyla çogu zaman ara tav geregi ortaya çikabilir. Ara tav sonrasinda asitle temizleme islemi yapilmali ve paslanmazligin muhafazasi için bunu bir pasivasyon islemi izlemelidir. Ostenitik çeliklerin derin çekme sonrasinda parlatilmalari için en uygun malzeme krom oksittir. Az alasimli martenzitik paslanmazlar sekillendirilebilirler ancak genel olarak martenzitik paslanmaz çeliklerin derin çekmeye uygun olmadigi söylenebilir. Kullanilacak sekil verme yöntemi, kullanilan çelik türünün karakteristigine ve parçanin kalinligina uygun olarak seçilmelidir. Yukarida belirtildigi gibi, paslanmazlar için güç gereksinimi, özellikle ostenitiklerde, daha yüksektir, çünkü bunlar ferritiklerden daha hizli peklesirler. Karbon çeliklerine soguk olarak sekil verilebilen kalinliklarda, paslanmaz malzemeler için sicak veya yari sicak olarak sekillendirme uygulanmasi gerekebilir.

Ostenitik çelikler arasinda 301 kalite krom ve nikel orani en düsük olandir ve yüksek peklesme özelligi ile yüksek çekme dayanimina sahiptir. Bu özelligi ile sekillendirme ile imal edilmis yapi elemanlarinda kullanimi yaygin iken derin çekme islemine uygun degildir. Daha fazla krom ve nikel içeren 304, 304L ve 305 gibi alasimlar daha az peklesirler ve derin çekme ve benzeri sekillendirme islemlerinde en yaygin olarak kullanilan ostenitik paslanmaz çelik malzeme bunlardir. 302 kalite çelik, 301 ve 304 arsindaki mekanik davranisiyla bir ara çözüm olusturmaktadir. Niyobyum, titanyum, tantal gibi stabilizatör alasim elementleri ve artan oranda karbon içeren 321 ve 347 alasimlarinin sekillendirilebilirligi daha düsüktür.

Paslanmaz çelik malzemelerin derin çekilebilme kabiliyetini gösteren en uygun ölçüt, o malzemeye ait "sinir çekme orani" degeridir.

Derin çekme isleminde çekme orani:

Ürünün (pulun) baslangiç çapi / Çekme sonrasi çap olarak tarif edilir ve problemsiz bir derin çekme için bu degerin malzemeye ait "sinir çekme orani",(B) degerinden küçük olarak seçilmesi gerekir.

Ostenitik paslanmaz çelikler hizli peklesme özellikleri olmasina ragmen ilk çekme isleminde yüksek çekme oranlarina ulasilabilir f> = 2,1. malzemenin sadece ostenitik oldugu biliyor, fakat daha fazla ayrintili bilgi yok ise, çekme orani olarak 1,8 degerinin üzerine çikilmamalidir. Paslanmaz çelik derin çekmesinde kullanilan takimlar, normal karbonlu çeliklerinkinden daha güçlü yapilmalidir, çünkü etkiyen kuvvetlerinin düsük karbonlu çeliklerden % 50..100 daha fazla olmasi beklenir. Çekme birden fazla kademede yapilacak ise, kademeler arasinda parçalar 7 ila 10 dakika süre ile 1000°C - 1100°C arasinda tavlanmalidir. Tav öncesinde yag artiklarinin tümünün giderilecegi bir temizleme yapilmasi gereklidir. Sekil verme hizlari düsük tutulmalidir, aksi halde takim asinmasi çok yüksek olur. Pot çemberi basinci katlanmalari önleyecek derece yüksek olmalidir, ilk derin çekme kademesinde sorun çikmaz ise daha sonraki kademelerde genellikle sorun çikmaz. Ancak pot olusmus ise bunun ilerdeki kademelerde giderilmesi mümkün degildir. Ferritik çeliklerde akma ve çekme dayanimlari arasindaki fark, ostenitik çeliklerden daha azdir, yani daha az peklesirler, fakat bunun yaninda süneklikleri de daha düsüktür. En çok tüketilen sac malzemeler arasinda 409 ve 430 kalite çelikler sayilabilir. Kullanimlari 304 kalite ostenitik kadar yaygin olmasa da, özellikle 403 kalite saclar her türlü parlak paslanmaz çelik uygulamasinda tercih edilirler. Ferritik çelikler daha ilk derin çekme kademesi için bile çok iyi degillerdir. Yani derin çekme oranlari ostenitikler kadar yüksek seçilemez. ? degeri ender olarak 1,55 degerinden yüksek seçilebilir. Çok kademeli çekmelerde 750-800°C arasinda kisa bir ara tav ile derin çekmeye devam edilebilir, ikinci kademede R = 1,28 ve üçüncü kademede ise fi = 1,2 degerleri kullanilabilir. Malzemenin daha iyi sekillendirilebilmesini saglamak için, bazi durumlarda yari sicak (ilik) derin çekme yapilabilir. Sicaklik ince saclarda 100°C, kalin saclarda ise 300°C civarinda seçilebilir. Martenzitik kaliteler arasinda sadece 403, 410 ve 414 kaliteler soguk sekillendirme için tavsiye edilir. Bu alasimlarda akma ve çekme dayanimlari ve sekillendirme için gerekli kuvvet ve enerji, gerek ostenitik ve ferritik çeliklere gerekse karbon çeliklerime oranla çok yüksektir. Daha fazla karbon içermeleri nedeniyle diger martenzitik çeliklerin soguk sekillendirilebilirligi çok düsüktür ve genellikle ancak yari-sicak (ilik) durumda islenirler. Yüksek karbonlu martenzitik ürlerden 440A.440B ve 440C kaliteler ise çok daha düsük sekillendirme kabiliyetine sahiptir. Bu çeliklerden yapilma sac parçanin peklesme sonrasi sertligi yeterli bulunmazsa, genellikle havada su verilerek 60 HRC ye kadar yükseltilebilir. Dubleks çeliklerin akma dayanimlari ostenitiklerin yaklasik olarak iki katidir. Kopma uzamalari (süneklik), tokluk ve peklesme özellikleri ise ostenitik ve ferritiklerin sahip oldugu degerler arasindadir. sac parçalardaki kenar-köse radyüsleri ostenitiklerden daha büyük tutulmali, %25 ten fazla sekillendirme gerektiginde ara tav uygulanmalidir. Yaslandirilabilir çelik saclarin sekillendirmesi ise diger dört sinif alasima göre daha ender olarak uygulanir. Bu durum özellikle martenzitik çeliklerin sertliginin yeterli bulunmadigi parçalar için söz konusudur. Bu alasimlar çözme tavi sonrasi yumusak halde iken sekillendirilir ve daha sonra çökelme sertlesmesi (yaslandirma) islemi ile istenen sertlik degerine ulasilir. Paslanmaz çeliklerin derin çekmesinde alasim türü yaninda içyapi özellikleri de önem tasir. Bunlar arasinda tane büyüklügü en önemlisidir. Tane büyüklügü arttikça yüzeyde portakallasma tehlikesi ortaya çikmakta, çok küçük oldugunda ise akma dayanimi arttigindan derin çekme zorlasarak imkansiz hale gelmektedir.ASTM standartlarina göre tane büyüklügü 00 en büyük, 13 ise en küçük olarak siralanmistir. Bu skalaya göre, genel olarak tane büyüklügü 6-10 arasinda olan saclar derin çekme, 9-12 arasinda olanlar ise (mekanik) kesme için en uygun görülenlerdir. Derin çekme ve sivamada yaygin olarak kullanilan alasimlardan 304, 305, 316 ve 430 saclarin DQ (dravv quality) ve DDQ (deep draw quality) kodlu çekme ve derin çekme kalitesindeki ticari formlari bu özellikteki saclari ifade etmektedir. Derin çekmede etkili bir özellikte yöne bagimliliktir (anizotropi), yani malzeme özellikleri haddeleme yönünde ve buna dik yönde farkliliklar gösterir. Soguk haddelenmis ve ince saclarda, sicak haddelenmis kalin saclara göre daha belirgin olarak ortaya çikabilen bu özelligin etkileri, derin çekmede pot çemberi basincinin yerel olarak ayarlanmasi ile kontrol edilebilir. Derin çekme-sivama tasarimimda dikkat edilecek konulardan biri de geri yaylanmadir. Karbon çeliklerine göre yüksek akma ve çekme dayanimi, kalip tasariminda ayni oranda yüksek geri yaylanma telafisi veya sekillendirme sirasinda daha yüksek pot çemberi basinci gerektirir. Paslanmaz çeliklerin derin çekme isleminde dikkat edilmesi gereken önemli diger konular ise: kalip kaplamalari, yaglama ve sekillendirilecek malzeme ile ortamin temizligidir. Derin çekme, sivama ve kenarlama kaliplarinda tavsiye edilen kaplamalar arasinda CVD ile kaplanmis titanyum karbür (TIC), titanyum nitrür (TIN) ve titanyum karbonitrür (TICN) vardir. Siyirici veya pot kullanilan kaliplarda, pot yüzeyleri kauçuk veya plastik ile kaplanmali ve basma altinda olusabilecek yüzey hasarlari önlenmelidir.

Paslanmaz çeliklerin yüzeyi, sürtünme nedeniyle diger çelikler kiyasla daha kolay çizilir, dolayisiyla sekillendirmede yaglamaya daha fazla özen göstermek gerekir. Bu amaçla kullanilan madeni yaglar çogu zaman yetersiz kalir, bu nedenle yüksek basinca dayanikli hidrokarbon ve polimerler içeren yüksek islaticiliga sahip özel kaydina yaglar kullanilabilir. Yaglayici kullanimi konusunda degisik deneyimler mevcuttur. Yüzeye grafit-su karisimi sürülerek, çekmeden önce kurumasi beklenebilir. Ayrica çekmede kullanilan diger yaglara bir miktar grafit katilarak islem yapilabilir. Ara tav geregi var ise en uygunu grafitten yararlanmaktir, diger yaglayicilarin tav öncesi uzaklastirilmasi geregi vardir. Paslanmaz çelik islenen preshanelerde en çok dikkat edilmesi ve önlenmesi gereken durum karbon çeligi artiklari ve tozlarinin paslanmaz çelik saclar üzerine yapismasi ve kirmizi pas olusmasidir. Ayni atelye veya fabrikada karbon çelikleri de isleniyorsa, tezgahlar olabildigince uzak tutulmali, mümkünse farkli tasima-aktarma makine veya araçlari kullanilmali, eger farkli tasiyici kullanimi mümkün degilse, paslanmaz çelik saclar tasinmadan önce temas bölgeleri çok iyi temizlenmelidir. Imalat sirasinda tasima-aktarma faaliyetleri planli ve iyi tanimlanmis sekilde yürütülmeli, öngörülen temizligin ihmali veya unutulmamasina firsat verilmemelidir. Paslanmaz çelik saclarin sekil degistirme hizina duyarligi karbon çeliklere göre daha fazla oldugundan, preste sekillendirmede daha düsük hizlar kullanilmasi tavsiye edilir. Bu sayede hem gereken kuvvetler düser, hem de sünekligin de hissedilir derecede arttigi görülür. Çekme araligi olarak da kalinligin % 20..35 fazlasi önerilmektedir. Matris köselerinde yuvarlatma yariçapi olarak kalinligin 5 ila 10 kati tavsiye edilir. Zimba kenarlarinda ise yuvarlatma yariçapi olarak kalinligin 5 kati önerilmektedir.

(Tornada) Sivama

Ostenitik çelik saclar süneklikleri sayesinde kolaylikla(tornada) sivanabilirler, ancak yüksek peklesme özellikleri nedeniyle daha fazla kuvvet uygulanmasi gerekir. Buna bagli olarak geri yaylanmalari da daha fazladir. Ferritik çeliklerin sivanmasi ise daha zor ve kisitlidir, iyi bir yaglayici kullanimi çok önem tasir. Toplam sekil degistirme miktarina bagli olarak ara tav gerekebilir. Tavlama öncesi parça üzerindeki yaglarin çok iyi temizlenmesi gerekir.

Sicak Dövme

Hemen bütün paslanmaz çelik türleri dövme ile sekillendirilebilir, yalniz alasim orani yükseldikçe dövme islemi giderek zorlasir. Özellikle yüksek alasimli malzemelerin yüzeylerinde islemin hemen basinda çatlaklar olusabilir.

Sanayide yaygin olarak kullanilan çeliklerin dövme sicakliklari Tablo 6.3 te özetlenmistir. Ostenitik çeliklerde sicaklik araliginin genisligi, malzemenin sekillendirilebilirligine ve allotropik dönüsümlerin olusup olusmamasina baglidir. Bazi ticari 18-8 alasimlarda islem sicakligi 1260°C a kadar yükselirken, bu sicaklik alasim orani yüksek kalitelerde yüzey çatlaklarina yol açan metalürjik degisimlerden dolayi düsmektedir.

Bazi ostenitik çeliklerde bulunabilen delta ferrit fazi, özellikle açik kalip yigmada dövülebilirligi zayiflatir. 304, 309, 316, 317 ve 321 türlerinin içyapilarinda önemli miktarda ferrit bulunabilir. Yüksek oranda sekil degisimlerinin söz konusu oldugu dövme uygulamalarinda içyapidaki ferrit miktari kontrollü ve kisitli tutulmalidir. Asiri miktarda ferrit, sekillendirmenin hemen basinda olusan yüzey çatlaklarinin da nedenidir. 1150°C da yapilan bir homojenizasyon tavi ile saglanabilecek ostenit dönüsümü çogu zaman yarali olur. Ostenitik çelikler sekillendirme sonrasinda tavlanmali va korozyon dayanimi ile süneklikleri tekrar kazandirilmalidir. Sekillendirilmenin 870°C civarinda tamamlandigi ve karbür olusumunu önlemek amaciyla malzeme sicakliginin 425°C a hizla düsürüldügü uygulamalarda buna gerek kalmayabilir. 321, 347 ve 348 gibi stabilize türler ve 304L ve 316L gibi çok düsük karbonlu türlerde karbür olusumu görülmeyeceginden dövme sonrasinda herhangi bir isil isleme gerek kalmaz. Düsük karbonlu martenzitik türler daha genis sicaklik ve araliginda dövülebilirken, yüksek karbonlu olanlar (420 ve 440 gibi) daha dar sicaklik araliginda dövülebilir. Bu çelikler havada sertlesebildiginden, dövme sonrasinda genellikle bir isil islem (yumusatma tavi, islah islemi vb.) yapilmasi zorunludur.

Ferritik çeliklerin sekillendirme sicaklik araligi da genistir, ancak yüksek sicaklikta olusan tane büyümesi nedeniyle ostenitiklere kiyasla daha düsük sicaklikta dövülmeleri gerekir. Dövme sonrasi tavlama yapilmasi, ferritik çeliklerde de tavsiye edilir, çünkü dövülmüs halde, sertlikte bir artma gözlenmese dahi içyapida yüksek oranda gevrek martenzit bulunur.

Soguk Dövme ve Kütle Sekillendirme

Paslanmaz çeliklerde basari ile uygulanabilen soguk sekillendirme islemleri arasinda kafa yigma, çekme, ekstrüzyon ve perçinleme siralanabilir.daha önce de belirtildigi gibi, karbon çeliklerine kiyasla yüksek mukavemet ve peklesme özellikleri nedeniyle, gerekli kuvvet ve güç çok daha fazladir. Çeligin süneklik ve peklesme özelligine bagli bazi sinirlamalar olsa da, soguk kafa yigmada hemen her türlü paslanmaz çelik kullanilabilir. Büyük oranda sekil degisimi istendiginde yüksek kuvvet gereksinimi ve yaglama problem olabilir. Ferritik ve düsük karbonlu martenzitik türlerin davranisi, karbon ve düsük alasimli çeliklerinkine benzer. Ostenitik ve ferritik türler, sekillendirme sonrasi genellikle oldugu gibi kullanilirken, martenzitik türlere genellikle isil islem uygulanir.

MALZEME	SICAKLIK (X)
301, 302, 3Û2B, 303, 304, 305, 308, 321, 347	930- 1180
309,310,330	1000 - 1150
314	950- 1100
316,317	950-1150
403,410, 416	875- 1150
414,431	915-1150
405, 420, 440	960-1125
430, 430F, 442, 446	810- 1125

Tablo 6.2

Çesitli paslanmaz çelik türleri için önerilen dövme sicakliklari

Talasli Imalat

Paslanmaz çeliklerin talasli imalati, sekillendirilmelerinde oldugu gibi yüksek mukavemetleri, peklesme özellikleri ve sünekliklerinden dolayi karbon çeliklerine oranla daha zordur. Türler arasinda büyük farkliliklar bulunmakla beraber, daha yüksek güç, daha düsük kesme hizi ve daha kisa takim ömrü yaninda, kesme sirasinda ortaya çikan yüzey kalitesi sorunlari ve kesici takim üstünde malzeme birikmesi problemleri ortaya çikabilmektedir.

Paslanmaz çeliklerin kesme islemimde titresimlerin önlenebilmesi için takim tezgahi ve kesici takimin rijitligi büyük önem tasir. Özellikle ostenitik ve yüksek alasimli türlerde sert ve sürekli talas olustugu için, talas kiricisi veya kiviricisi tasiyan takimlar veya plaketler tavsiye edilir. Çogu uygulamada, asinma dayanimlari daha iyi olan karbürlü kesici takimlar tercih edilir.

Kesilmekte olan malzeme yüzeyinde olusabilecek peklesmenin önlenebilmesi için bazi hususlara dikkat etmek gerekir. Takimin kesme öncesinde yüzey üstünde hafif temas ile hareketi, yüzeyin hemen altindaki tabakada ezilmeye ve peklesmeye, yüzeyin parlatilmasina ve takimin daha yüzeye dalmadan yanmasina yol açabilir. Ayrica is parçasinda bir önceki islemden (sekillendirme veya talasli imalat) gelen sertlesmenin talas kaldirmaya etkisi hesaba katilmalidir. Kesme sirasinda olusabilecek peklesme, karbon çeliklerininkine daha düsük beslenme ve kesme hizlari ile önlenebilir.

Düsük alasimli martenzitik ve ferritik çeliklerin talas kaldirilarak islenmesi karbon çeliklerininkine çok benzer. Bu türlerin gevrek olusumu kirik talas olusmasini saglar. 38 HRC civarina su verilip temperlenmis düsük alasimli martenzitik çelikler kullanilarak boyut toleranslari ve yüzey kalitesi çok iyi ürünler elde edilebilir. Yüksek alasimli martenzitik çeliklerde (420 ve 440 gibi) tavlanmis haldeki sertlik yüksek oldugundan, yüksek kromlu ferritiklerde (446 gibi) ise yüksek süneklikten Ötürü talas kaldirma daha zordur.

Ostenitik ve çökelme sertlesmesi uygulanabilen çeliklerin islenmesi ise malzemenin türüne göre büyük farliliklargösterir. En kolay talas kaldirilabilen türler otomat çeligi sinifinda olanlardir.  304 ve 316 gibi ostenitik çelikler tavlanmis halde 550-620 MP a çekme dayanimina sahiptir. Bu malzemelerde akma ile çekme dayanimlar! arasindaki büyük fark ve aradaki peklesme sonucu kesme zorlasir. Çökelme sertlesmesi uygulanabilen çelikler ise ostenitik, ferritik, martenzitik veya çift fazli iç yapida bulunabildiklerinden kesme özelligi de buna bagli olarak çok degisir. Çogu zaman martenzitik çeliklerde oldugu gibi isil islem ile sertlestirilip, daha sonra talasli islenmeleri uygun olur. Alasima kükürt veya selenyum eklenmesi sonucu elde edilen 416, 430F ve 303 gibi otomat çeliklerinde talasli imalat, digerlerine iranla çok daha kolay ve problemsizdir. Alasim içinde mangan sülfür formunda bulunan kükürt, kirik talas olusumunu saglar ve kesici takim üstünde birikmeyi önler.

Selenyum ise çok iyi yüzey kalitesi elde edilmesini saglar. Malzeme olarak digerlerinden daha pahali olan otomat paslanmaz çelikleri, kolay islenebilmelerinin maliyette sagladigi düsüs ile önemli avantajlar saglar. Bu malzemeler genel olarak %10 dan fazla talas kaldirilacagi zaman tercih edilmelidir. Malzeme seçiminde imalatin yaninda kullanim özellikleri de dikkate alinmalidir. Korozyon dayanimi diger paslanmazlara göre daha düsük olan otomat çelikleri, selenyumlu olan türler hariç soguk kafa yigma gibi sekillendirme islemlerine uygun degildir.

Birlestirme Yöntemleri

Paslanmaz çelikler genellikle kaynak teknigi ve lehimleme yöntemleriyle birlestirilebilirler. Bunlar arasinda en sik kullanilani ark kaynagidir, çünkü bosluksuz ve birlesme verimi yüksek bir baglanti saglar. Bunun disinda ostenitik türlerde direnç kaynagi tercih edilir. Bu yöntemde dayanimi oldukça yüksek, çabuk ve ucuz bir baglanti saglar. Korozyon ve dayanim özellikleri bakimindan her yöntemin islem ayrintilarina  ve alinacak tedbirlere uymak gerekir. Sert lehim paslanmaz çeligin baska metallere baglantisinda tercih edilir.

Kaynak

Tüm paslanmaz çelikler herhangi bir ark kaynagi yöntemi ile birlestirilebilir, ancak kaynak metali ve isi tesiri altindaki bölgedeki korozyon dayanimi, artik gerilmeler, çarpilma ve dikis çatlamasi gibi hususlara dikkat edilmelidir. Paslanmaz çeliklerin direnç kaynagi da oldukça yaygindir. Karbon çeliginden sonra en çok direnç kaynagi uygulanan malzeme paslanmaz çeliklerdir. Ostenitik çeliklerin düsük isi iletimi, yüksek elektrik direnci ve manyetik olmamalari sonucu, kaynak sirasinda karbon çeliklerinden daha düsük kaynak akimlari yeterlidir. Ancak isil genlesme katsayilari yüksek oldugundan çarpilma sorunu vardir. Kaynak süreleri çok kisa oldugundan karbür çökelmesi nedeniyle korozyon dayaniminda önemli bir düsüs olmaz. Ancak bindirme seklinde yapilan nokta kaynaklarinda belirli ortamlarda aralik korozyonu problem yaratabilir. Çok yaygin olmasa da martenzitik ve ferritik türlerde de direnç kaynagi yapilabilir. Kaynak sonrasi sogumada martenzit olusumu söz konusu ise temperleme için ikinci bir akim uygulamasi gerekebilir. Paslanmaz çeliklerde genellikle gaz alti egritme kaynagi hemen hiç uygulanmaz. Gaz kaynaginda kaynak metalini oksidasyondan veya karbürasyondan koruyan bir kaynak atmosferi olusturmak oldukça güçtür.

Paslanmazlar arasinda en çok kaynakla birlestirilen tür ostenitik çeliklerdir. Ancak bunlar diger karbon ve az alasimli çeliklerden farkli kaynak davranisina sahiptirler. En çok dikkat edilmesi gereken husus, orta sicakliklarda tane sinirlarinda karbür çökelmesinin önlenmesidir. Dikise komsu ve 650-870°C sicaklarina isinan bölgede süre kisa da olsa karbür çökelebilir. Bu durum bir çok ortamda, özellikle oksit gidermede kullanilan asidik ortamlarda korozyon direncini düsürür. Ancak bu bölge çok dar oldugundan, çogu kez parçalar kaynak edildikleri sekilde kullanilirlar. Çökelme sertlesmesi uygulanabilen paslanmazlarin çogunlugu ostenitik olanlara benzer sekilde ark kaynagi ile birlestirilebilir. Genellikle kaynak katki metali benzer bilesimde seçilerek, isil etkilere tepkinin ayni olmasi saglanir. Kaynak sonrasinda tam bir isil islem yapilir, böylece süneklik olmasa da dikisin mekanik özelliklerinin ana metalin aynisi olmasi saglanir.

Sert Lehim

Bütün paslanmaz çelikler sert lehimle birlestirilebilirler, ancak bu yöntem çogunlukla paslanmazlarin baska metallerle birlestirilmesinde tercih edilir. Genellikle firinda sert lehimleme uygulanir, çünkü burada bir koruyucu atmosferde (genelde hidrojen veya vakum) çalisarak, paslanmaz çeligin olsidasyonunu önleme olanagi mev-cuttur. Ostenitik çelikler karbür çökelmesi tehlikesinin var oldugu sicakliklarda sert lehimlenirler ve dolayisiyla korozyona duyarli hale gelirler. Yüksek sicaklikta çözme tavi yapma imkani da olmadigindan, lehimlemede ka-rarli veya çok düsük karbonlu türlerin kullanilmasi ge-rekir. Martenzitik ve ferritik paslanmazlarda 830°C nin altinda eriyen sert lehim malzemesi kullanilarak marten-zit sertlesmesi önlenir. Önceden sertlesmis çeliklerde lehimleme sirasindaki sicaklik artisi, temperleme ve muhtemelen malzemenin sertliginin düsmesine neden olacaktir.

Dolgu malzemesi olarak gümüs, nikel, altin ve bakir alasimlari kullanilabilir. Ancak fosfor içeren bakir esasli alasimlar kullanilmamalidir. Bazi ostenitlerde ise bakir esas-li olanlar hiç seçilmemelidir. Sert lehim sirasinda malze-me gerilme altinda ise çatlaklar olusabilir. Bunun için ön tav uygulanabilir, paçayi yavas isitarak lehim eremeden gerilmelerin giderilmesi saglanabilir veya bu hasara neden olmayan bir lehim malzemesi seçilebilir.

Isil Islemler

Paslanmaz çelikler türüne ve amacina bagli olarak tavlama, su verme ve gerilme giderme tavlamasi gibi degisik isil islemlere tabi tutulabilirler. Bu islemlerle korozyon dayanimi ve süneklik özellikleri istenen noktaya getirilebilir veya sekillendirme gibi islemler sonucu mekanik ve metalurjik özelliklerdeki degismeler giderilir. Paslanmaz çeliklerin isil islemleri, yüzey kusurlarini önlemek için çogu zaman kontrollü atmosferde yapilir.

Tavlama

Hemen her çesit paslanmaz çelige uygulanabilir. Ostenitik çeliklerde tavlama islemi, yeniden kristallesmeye ek olarak yumusamaya da yol açar ve krom karbürleri ostenit kati çözeltisi içine alir. Sonuncu islevinden dolayi bu isleme çözme tavi da denir. Çogu zaman 1040°C sicakligin biraz üstünde gerçeklestirilen bu islem, ince taneli bir içyapi arzu edildiginde 1010°C da yapilir. Yüzeyde oksitlenmeye neden olmamak ve portakallasmaya yol açabilecek tane büyümesini önlemek için islemin kisa sürede yapilmasina dikkat edilir.

Ostenitik çeliklerin tavlamasina su verme tavlamasi da denir. Bunun sebebi tavlama sonrasi krom karbür çökelmesini önlemek ve malzemenin korozyona duyarli hale gelmesine neden olmamak için tav sonrasinda malzemenin suda süratli sogutulmasi geregidir. Bu islem stabilize edilmis ve çok düsük karbonlu olanlar haricindeki bütün ostenitik paslanmazlarda kullanilir. Süratli bir sogutmanin yapilmadigi durumda matristeki krom karbürlerin çökelmesi korozyon dayanimini çok düsürür. Krom karbür çökelmesi egilimi malzeme türüne baglidir. Ostenitlerde, diger türlerin aksine ostenit Paslanmaz çelikler ergitme kaynagi, direnç kaynagi ve lehimleme yöntemleriyle birlestirilebilir. Bu bölümde paslanmaz çeliklerin kaynagi hakkinda bilgi, deneyim ve tavsiyeler verilmektedir.

Sertlestirme

Martenzitik çelikler, ostenitleme, su verme ve temperleme yoluyla islah edilir. Ostenitleme sicakligi 980°C ile 1O1O°C arasindadir. Ostenitleme sicakligi 9803C civarinda tutuldugunda su verme sonrasi sertlik daha yüksek olur. Su verme islemi çogu zaman havada sogutma ile olur, ancak kalin kesitli parçalarda yagda sogutma yapilir. Temperleme sicakligi ayarlanarak, sertlik, tokluk ve korozyon dayanimi gibi özellikler istenildigi sekilde optimize edilmeye çalisilir. Su verme sonrasi iç gerilmeler nedeniyle çatlak olusumunu önlemek için geciktirilmeden temperleme uygulanir.

510QC civarinda uygulanan temperleme sonrasinda 400°C sicakligin altina hizla sogularak gevreklesme önlenir.

Gerilme Giderme

Gerilme giderme islemleri, kaynak veya sekillendirme ardindan korozyon ve boyut hassasiyeti açisindan sorun çikarabilecek artik gerilmeleri gidermek üzere malzeme türüne ve parça boyutlarina göre degisik sekillerde yapilabilir. Kaynak sonrasi parçanin tamaminin tavlanamadigi durumlarda, kaynak dikisleri yerel olarak normal tavlama sicakliginin altinda bir degere isitilabilir.

400°C altinda yapilan gerilme giderme islemleri, iç gerilmeleri ancak belirli bir oranda ortadan kaldirilabilir. 425°C ile 925°C arasinda yapilan gerilme giderme islemleri gerilme korozyonuna ve çarpilmalara yol açabilen artik gerilmelerin tamamina yakinini ortadan kaldirabilir. Örnegin 870DC da bir saatlik tavlama ile artik gerilmelerin %85 i giderilebilir. Fakat bu islem sirasinda çökelen tanalerarasi karbürler korozyon dayanimini düsüren bir hassas I as maya yol açar. Bundan dolayi, uzun süreli gerilme giderme tavlamasi uygulanacak parçalar 312, 347 ve 348 gibi stabilize veya 304L gibi çok düsük karbonlu alasimlardan yapilmalidir. Plastik sekillendirilmis ostenitik çeliklere 345°C Üe 370ûC arasinda 2 saatlik bir "düsük" sicaklik gerilme gidermesi uygulanmali, 425°C gibi daha yüksek sicakliklara ancak tenelerarasi korozyon dayaniminin kritik olmadigi durumlarda basvurulmalidir.

Martenzitik ve ferritik çeliklerde gerilme gidermesi ayni zamanda kaynak ve isi tesiri altindaki bölgede temper­leme yapar ve korozyon dayanimini bir miktar iyilestirir

Imalat Sirasinda Malzemenin Korunmasi

Imalat islemleri sirasinda gereken özen gösterilmez ise paslanmaz çeliklerin yüzeyinde degisik mekanik hasarlar (çizilme, ezilme vb) olusabilir ve bu tür hasarlar koruyucu yüzey oksit tabakasini ortadan kaldiracagindan malzeme bu bölgelerde korozyona duyarli hale gelir. Bu nedenle basit karbonlu çeliklerden farkli olarak paslanmaz çeliklerin imalati sirasinda bazi önlemlerin alinmasi gerekir.

Bunlarin baslicalari asagida siralanmistir:

  " sac ve levhalar kesinlikle yere yatirilmamalidir. Malzeme dikey olarak stoklanmali ve depodan alinirken birbiri üzerinde kaydirilmamalidir. Stok sahasinda demir artiklari ile kirlenmeleri önlenmelidir.
  " Agir plakalar ahsap bloklar üzerinde stoklanmali ve forkliftin tasima kollarinin malzemeye dogrudan temasi önlenmelidir.
  " Çeneli tasiyicilarda, çene dislerinin malzemeye batmasi önlenmelidir.
  " Kullanilmasi gerekiyorsa halatlar sentetik malzemeden olmalidir.
  " Yüzeyi parlatilmis saclarin tasinmasinda temiz keten eldivenler kullanilmali ve parmak izlerinin olusmasi önlenmelidir.