Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik, bileşiminde minimum %10,5 ve üzeri krom ve %1,2'den az karbon içeren ve korozyona karşı dayanıklılığı ile bilinen bir çelik alaşımıdır.

Paslanmaz çeliğin bileşiminde bulunan %10,5 üzeri krom elementi, çevredeki oksijen ve nem ile reaksiyona girerek çeliğin yüzeyinde korozyona karşı dayanıklılık sağlayan ve kendini onarabilen krom oksit tabakasını oluşturur. Çeliğin yüzeyini çepeçevre sararak çeliği paslanmaya karşı koruyan bu krom oksit (Cr2O3) tabakasının kalınlığı 1 ile 3 nm arasındadır.

Paslanmaz çelik, korozlanma veya paslanma yapmaz ve sıradan çelikler gibi üzerinde su lekeleri bırakmaz. Ancak tamamen leke geçirmez değildir, düşük oksijenli ve zayıf sirkülasyonlu ortamlar ile yüksek tuzluluk paslanmaz çeliği etkiler. Krom oranı ve pasivasyon oranı çeliğin korozyona ve pasa direncini belirler.

Paslanmaz çeliğin değişik çeşitleri vardır. Örneğin nikel ilave edildiğinde demirin östenitik mikroyapısı istikrarlı hale gelir. Bu kristal yapı çeliği manyetik olmayan, düşük sıcaklıklarda daha az kırılgan olan bir çelik haline getirir. Daha yüksek sertlik ve mukavemet için içerdiği karbon miktarı artırılır. Isıl işlemlerle birlikte bu çelikler jilet, bıçak ve kesici uçlar gibi birçok üründe kullanılabilir. Mangan'da birçok çelikte değişik oranlarda bulunur ve nikelin vermiş olduğu östenitik yapının korunmasına, daha düşük maliyetlerle yardımcı olur.

Antik çağlarda pasa ve korozyona dirençli demir örnekleri yapılmıştır. Hindistan'ın Delhi şehrinde bulunan 7 metre yüksekliğindeki "Delhi Demir Ayağı" Gupta Kralı I. Kumaragupta tarafından yaptırılmıştır. Pasa dirençli bu demir direkte krom yerine fosfor kulanılarak direnç sağlanmıştır. 1821 yılında demir-krom alaşımları kullanarak korozyona karşı direnç sağlamaya çalışan ilk kişi Fransız metalurjist Pierre Berthier olmuştur. 19. yüzyıl metalurjistlerinin düşük karbon ve yüksek krom alaşımları kullanarak paslanmaz çelik elde etmelerine karşın bu alaşımların kırılganlığı yüksek olmuştur.

1890 yılında Alman Hans Goldschmidt, karbonsuz krom üretimine yarayacak termit reaksiyonunu bulmuştur. 1904 ila 1911 yılları arasında pek çok araştırmacı özellikle de Fransız Léon Guillet, birçok değişik alaşımlar deneyerek paslanmaz çeliğe ulaşmaya çalıştılar. 1908 yılında Friedrich Krupp Germaniawerft firması Germania adlı bir yatın yapımı için krom-nikel alaşımı kullanmıştır. 1911 yılında Philip Monnartz kromun korozyon ve pasa karşı direncini açıklamıştır. 17 Ekim 1912 tarihinde Krupp mühendisleri Benno Strauss ve Eduard Maurer östenit paslanmaz çelik alaşımı için ThyssenKrupp Nirost adına patent aldılar. Benzer gelişmeler aynı zamanlarda ABD'de yaşanıyordu ve Christian Dantsizen ve Frederick Becket ferritik paslanmaz çeliği endüstrileştirmeye çalıştılar. 1912 yılında Elwood Haynes, martensitik paslanmaz çelik alaşımı için patent ofisine başvurduysa da ancak 1919 yılında patent alabildi.

1912 yılında Sheffield, İngiltere'de kurulu Brown-Firth Çelikleri firmasında çalışan Harry Brearley, tüfek namlularını korozyondan korumaya yönelik araştırmalar yaparken, bir martensitik paslanmaz çelik alaşımı keşfetti. Bu buluş iki yıl sonra The New York Times gazetesinde Ocak 1915'te bir makalede anlatılarak duyuruldu. Bu yeni alaşım metal Vickers firması tarafından Staybrite markasıyla pazarlandı ve 1929 yılında Londra'daki Savoy Hotel'in girişinde gölgelik olarak kullanıldı. 1915 yılında Harry Brearley ve Elwood Haynes birlikte finansman bularak Pittsburgh, Pensilvanya merkezli Amerikan Paslanmaz Çelik Şirketi'ni (American Stainless Steel Corporation) kurdular. Paslanmaz çelik başlangıçta ABD'de, 'Allegheny Metali' ve 'Nirosta Çeliği' gibi farklı marka isimleri altında satıldı. 1929 yılındaki Büyük Buhran'dan önce, ABD'de 25.000 ton paslanmaz çelik üretildi ve satıldı.