Nikel ve paslanmaz çelik hakkında temel bilgiler
Mesaj bırakın
Nikel ve paslanmaz çelik hakkında temel bilgiler
Nikelin paslanmaz çelikteki ana işlevi çeliğin kristal yapısını değiştirmesidir. Paslanmaz çeliğe nikel eklenmesinin ana nedenlerinden biri, paslanmaz çeliğin plastisite, kaynaklanabilirlik ve tokluk gibi özelliklerini geliştiren östenit kristal yapısının oluşmasıdır. Bu nedenle nikele östenit oluşturucu element adı verilir. Sıradan karbon çeliğinin kristal yapısına, vücut merkezli kübik (BCC) yapı sunan ferrit adı verilir. Nikel ilavesi, kristal yapının vücut merkezli kübik (BCC) yapıdan ostenit adı verilen yüz merkezli kübik (FCC) yapıya dönüşümünü destekler. Ancak bu özelliğe sahip olan tek element nikel değildir. Yaygın ostenit oluşturan elementler arasında nikel, karbon, nitrojen, manganez ve bakır bulunur. Bu elementlerin östenit oluşumundaki göreceli önemi, paslanmaz çeliğin kristal yapısının tahmin edilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Şu anda, ostenit oluşturan elementlerin göreceli önemini ifade etmek için birçok formül geliştirilmiştir; bunların en ünlüsü aşağıdaki formüldür:
Östenit oluşturma yeteneği=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
Bu denklemden, karbonun, nikelden 30 kat daha fazla ostenit oluşturma kapasitesine sahip, güçlü bir ostenit oluşturucu element olduğu görülebilir. Ancak korozyona dayanıklı paslanmaz çeliğe eklenemez çünkü kaynak sonrası hassasiyet korozyonuna ve ardından taneler arası korozyon sorunlarına neden olabilir. Azot elementinin östenit oluşturma yeteneği de nikelinkinden 30 kat daha fazladır ancak bir gazdır. Gözeneklilik sorununu önlemek için paslanmaz çeliğe yalnızca sınırlı miktarda nitrojen eklenebilir. Manganez ve bakırın eklenmesi, çelik üretim prosesi sırasında refrakter ömrünün azalmasına ve kaynak sorunlarına yol açabilir.
Nikel denkleminden, manganez eklemenin ostenit oluşturmada çok etkili olmadığı görülebilir, ancak manganez eklemenin, çok güçlü bir ostenit oluşturucu element olan paslanmaz çeliğe daha fazla nitrojen çözebileceği görülebilir. 200 serisi paslanmaz çelikte, %100 ostenitik bir yapı oluşturmak için nikelin yerini almaya yetecek miktarda manganez ve nitrojen bulunur. Nikel içeriği ne kadar düşük olursa eklenmesi gereken manganez ve nitrojen miktarı da o kadar yüksek olur. Örneğin Tip 201 paslanmaz çelikte yalnızca %4,5 nikel ve %0,25 nitrojen bulunur. Nikel denklemine göre bu nitrojenin ostenit oluşturma yeteneği %7,5 nikele eşdeğerdir, dolayısıyla %100 ostenit yapısı da oluşturabilir. Bu aynı zamanda 200 serisi paslanmaz çeliğin oluşum prensibidir. Standartları karşılamayan bazı 200 serisi paslanmaz çeliklerde, %100 östenitik yapı oluşturmak için yeterli miktarda manganez ve nitrojen eklenememesi nedeniyle eklenen krom miktarı yapay olarak azaltılmıştır, bu da kaçınılmaz olarak paslanmaz çeliğin korozyon direncinde azalma.
Paslanmaz çelikte iki karşıt kuvvet aynı anda etki eder: ferrit oluşturan elementler sürekli olarak ferrit oluşturur ve ostenit oluşturan elementler sürekli olarak ostenit oluşturur. Nihai kristal yapı, eklenen iki tip elementin göreceli miktarına bağlıdır. Krom ferrit oluşturan bir element olduğundan paslanmaz çelik kristal yapısının oluşumunda krom ve ostenit oluşturan elementler arasında rekabetçi bir ilişki vardır.
www.superbheater.com
