Paslanmaz Çelik 316

316 Kalite paslanmaz çelik 850°C’ye kadar olan sıcaklıkta oksidasyona dirençli, mekanik ve çekme mukavemeti yüksektir. Kimya sanayinde, petrokimya ve gıda sanayinde kullanılan buhar kazanlarında, meyvesuyu ve likör üretimi, tekstil makinaları ile et işleme ünitelerinde kullanılır. Deniz suyuna karşı da kullanılmaktadır.

FİZİKSEL ÖZELLİKLER / 316-316L-316Ti

(Aksi belirtilmediği takdirde 20°C ‘ta.)
Birimler
Yoğunluk	7,9 x 10 ³**	kg/m³
Esneme Katsayısı	193	GPa
Poisson Oranı	0,25
Tekil Isı Kapasitesi	500	J/kg K
Termal İletkenlik
100°C ‘ta	16,2	W/mK
500°C ‘ta	21,5	W/mK
Elektriksel Direnç	74	nWm
Aralıklı Ortalama Termal Genişleme Katsayıları:
0 – 100°C	15,9	µm/mK
0 – 315°C	16,2	µm/mK
0 – 540°C	17,5	µm/mK
0 – 700°C	18,5	µm/mK
Erime Aralığı	1375 – 1400	C°
Göreceli Magnetik Nüfuz	1,02

* magnetik değildir, soğuk işlendiğinde hafifçe magnetikleşebilir.
** Bu rakam malzemenin gerçek yoğunluğudur. Faturalama amacı ile teorik kütle 8,07kg/m²/mm kalınlık baz alınarak hesaplanır (Bu değişik toleransları hesaba katmaktadır.)

MEKANİK ÖZELLİKLER

ASTMA240 UYARINCA ODA SICAKLIĞINDA MEKANİK ÖZELLİKLER:

316	316L	316Ti	Birimler
Çekme Mukavemeti	515 min	485 min	515 min	MPa
Ezilme Mukavemeti (%0,2 yük)	205 min	170 min	205 min	MPa
Uzama (50mm ‘de)	40 min	40 min	40 min	%
Brinell Sertliği	217 max	217 max	217 max

YÜKSEK SICAKLIKTA ÖZELLİKLER
Aşağıdaki değerler 316 ve 316 Ti sınıfı paslanmaz çelik malzemeler içindir. 316 L sınıfı için mukavemet değerleri 425°C üzerinde hızlı düşer. Değerler su verilmiş malzeme içindir. Bunlar tipik değerler olup tasarım amaçlı kullanılmamalıdır.

TİPİK KISA SÜRELİ YÜKSEK ISI ÇEKME MUKAVEMETİ

Sıcaklık°C	600	700	800	900	1000
Çekme Mukavemeti MPa	480	320	190	120	70

10.000 SAAT SONRA TİPİK YIRTILMA MUKAVEMETİ

Sıcaklık°C	540	600	650	700	800
Gerilim MPa	316	296	182	111	66	29
316L	268	162	98	59	24

10.000 SAAT SONRA %1 YORULMA YARATMAK İÇİN GEREKEN TİPİK ORTALAMA GERİLİM
Verilen değerler 316 ve 316 L içindir.

Sıcaklık°C	538	600	650	700	800
Gerilim MPa	172	120	80	52	36

TAVSİYE OLUNAN AZAMİ HİZMET SICAKLIĞI
Değerler oksitlendirici şartlar için verilmiştir (sadece 316)

Sürekli Hizmet	925°C
Aralıklı Hizmet	870°C

SIFIR ALTI SICAKLIKLARDA TİPİK ÖZELLİKLER
Değerler sadece 316 içindir.

Sıcaklık°C	-196	-140	-50	-10	0	20
Çekme Mukavemeti (MPa)	1360	1136	1105	830	680	584
0,2% Ezilme Mukavemeti (MPa)	444	417	380	338	260	235
Uzama (%)	58	61	65	69	70	61
Charpy Darbe Mukavemeti (J)	166	155	183	186	191	170

YORGUNLUK DEĞERLENDİRMELERİ : Paslanmaz çeliklerin yorgunluk mukavemetine bakarken, yorgunluk sonucu oluşabilecek mahsurlara katkı sağlayan temel faktörlerin malzeme sınıfı değil, pratikteki tasarım ve üretim uygulamaları olduğu unutulmamalıdır. Burada karar kodları (örneğin ASME and BS 5500) gerilim konsantrasyon faktörleri (K1) veya yorgunluk mukavemeti düşürücü faktörlerle (Kt) kullanılan muhafazakar S-N eğrileri üretmek üzere tezgahtan geçirilerek yapılan veri formatlı, düşük-devirli yorgunluk testleridir. Temelde kaynak yapılmış bir köşenin yorgunluk mukavemeti tasarım için esas alınmalıdır. Çünki kaynak içinde (çapraz kesit değişiminde dahi) oluşacak kaçınılmaz hatalar, kurulan yapının genel mukavemet randımanını belirleyecektir. Aşağıdaki eğriler Eurocode 3 ‘ü izleyen ostenitli 316 Ti paslanmaz çeliğin değişken yükler altında verdiği randımanı göstermektedir.

KOROZYON MUKAVEMETİ :

316 sınıfı 304’e göre daha üstün bir korozyon direncine sahiptir. Çeliğe molibden ilavesi malzemenin karıncalanma korozyonu ve yırtıklar gibi lokal korozyonlara iyi direnç sahibi olmasını sağlar. 316 kağıt ve meyve hamuru işleyen sanayilerde bulunan en karmaşık sülfür bileşkelerine karşı iyi bir dirence sahiptir. 316 aynı zamanda karıncalanma, ve fosforik ve asetik asitlere karşı da iyi bir dirence sahiptir. 316 ayrıca atmosferik şartlarda deniz ortamına karşı da mükemmel dirence sahiptir.

KARINCALANMA KOROZYONU : Karıncalanma korozyonu özellikle oksitlendirici ortamın bulunduğu yerlerde klorid solüsyonları ile temas sözkonusu ise önemlidir. Böyle bir ortam çeliğin üzerindeki pasif filmin delinmesini kolaylaştırabilir ve bir adet derin karıncalanma çukuru, çok sayıda küçük karıncalanmadan daha fazla zarar verebilir. Karıncalanma korozyonunun beklendiği yerlerde 16 gibi molibden ilavesi içeren çelikler diğerlerinden daha üstün performansa sahiptir.

ATMOSFERİK KOROZYON : Ostenitli paslanmaz çeliklerin atmosferik korozyon direnci diğer hiç bir kaplamasız mühendislik malzemesi ile mukayese kabul etmeyecek kadar yüksektir. Molibden ilavesi ile paslanmaz çelik lekelenme ve karıncalanmaya karşı azami dirence sahip olur. Bu nedenle atmosferin kloridler, sülfür bileşkeleri ve katıları tarafından veya bunların karışımı ile yüksek seviyede yüklü olduğu alanlarda molibdebli 316 paslanmaz çelik kullanımı yaygındır. Mamafi normal şehir ve kır şartlarında 304 sınıfı çelik genelde mükemmelen tatmin edicidir.

GRANÜLER KOROZYON : Bazı ostenitik çelikler hassaslaşma ralığı olan 450-850°C arasında kaynak yapıldığı veya başka nedenle ısıtıldığı zaman hassaslaşabilir. Bu aralıktaki ısıda granül (kristal) sınırlarında kompozisyon değişimi oluşabilir. Daha sonra hassaslaşmış olan bu kaynak bölgeleri korrozif ortama maruz kalırsa, bir miktar granüler korozyon saldırısı yaşanabilir.

Kaynak yapıldığında malzemenin ısıya maruz kalan bölgesine paralel yerlerinde oluşur. “Kaynak çürümesi” de denen bu tür korozyon saldırısına olan hassasiyet aşağıdaki standart testlerle ölçülebilir:
a) ASTM A262-70, Pratik E ‘de tanımlanan kaynayan bakır sülfat / sülfirik asit testi.
b) ASTM A262-66 Pratik C ‘de tanımlanan kaynayan nitrik asit testi.

316 sınıfı paslanmaz çelik karbit terlemesine karşı makul dirence sahiptir. Kaynaklı yapılar için düşük karbonlu “L” sınıfı çelik istenmelidir. Yüksek karbonlu çelikler yüksek ısıda gösterdikleri direnç gerekiyorsa istenirler. Böyle bir durumda 316 Ti istenmelidir.

GERİLİM KOROZYONU : Ostenitli paslanmaz çeliklerde stres korozyonu 60°C’yi aşan sıcaklıklarda kloridli ortamlar içinde çekme gerilimine maruz kaldıklarında oluşabilir. Gerilim bir basınç kazanında olduğu gibi direkt uygulamalı veya soğuk işleme yada kaynaklama neticesinde geriye kalan bir gerilim olabilir. Ayrıca bunun için tuz konsantrasyonlarının birikebileceği yerlerde, başlangıçta klorid-ion konsantrasyonunun çok yüksek olması da gerekmez. Bu parametrelerin kesin olarak değerlendirilmesi ve gerilim korozyonu ihtimalinin yüksek doğrulukla tahmini bu nedenlerle güçtür.

Gerilim korozyonu ihtimali olduğu durumlarda hizmet altındaki gerilim ve sıcaklık küçük bir miktar azaltılarak malzeme ömründe avantajlı bir uzatma sağlanabilir. Alternatif olarak s.c.c. oluşması ihtimali karşısında çift yönlü paslanmaz çelikler gibi özel alaşımların kullanılması gerekebilir.

SICAKLIK MUKAVEMETİ :

316 aralıklı hizmet altında 870°C ‘ye kadar, sürekli hizmette ise 925°C’ye kadar iyi bir oksidasyon direncine sahiptir. 316’nın 425°C/850°C sıcaklık aralığında sürekli kullanımı karbid terlemesi nedeni ile tavsiye olunmaz, ancak malzeme bu aralığın altında ve üstünde değişen sıcaklıklarda iyi randıman verir.

TERMAL İŞLEME VE ÜRETİMDE KULLANIM – SU VERME :
Bu işlem malzeme 1010-1120°C ‘ye kadar ısıtılıp aniden su veya hava ile soğutularak yapılır. En iyi korozyon direnci nihai su verme sıcaklığı 1070°C’nin üzerindeyken elde edilir. Yüzeyde aşırı oksidasyonun önlenmesi için kontrollü atmosfer ortamı tavsiye edilir.

GERİLİM ALMA : 316 L sınıfı paslanmaz çeliğin gerilimi fazla hassaslaşma tehlikesi olmaksızın 450 – 600°C’de 1 saat tutularak alınabilir. 316 ile genelde 400°C azami gerilim alma ısısı ve daha uzun suya daldırma süreleri kullanılmalıdır. Eğer gerilim alma 600°C ‘nin üzerinde yapılacaksa, granül kenarlarında hassaslaşma tehlikesi vardır ve korozyon direncinde azalma sözkonusudur. Bu durumda 316 Ti gibi stabilize edilmiş bir çelik sınıfı kullanılmalıdır.

SICAK İŞLEME : Bu paslanmaz çelik malzeme kolayca dövülebilir, devirilebilir, 1150 ila 1250°C arasında yekpare ısıtılarak sıcak şekillendirilebilir. Bitirme sıcaklığı 900°C altında olmamalıdır. Devirme ve dövme işlemleri 930 ila 980°C arasında bitirilmelidir. Dövme işlemi hava ile soğutulmalıdır. Bütün sıcak işleme çalışmalarını su verme işlemi takip etmelidir.

SOĞUK İŞLEME : 16 sınıfı son derece sağlam ve işlenebilir olduğundan kolayca baskı yapılabilir, derin çizilebilir, devirilebilir, ve dövülebilir. Şiddetli soğuk işleme operasyonlarını su verme işlemi takip etmelidir.

TEZGAHTA İŞLEME : Bütün ostenitli çelikler gibi bu alaşım da saglam ve güçlü bir tezgahla işlenebilir. Sırlanmayı önlemek için sabit şekilde desteklenmiş, derin keskili aletler kullanılmalıdır. Devirli işlemlerde 12-18 devir/dakika (rpm) kullanılmalıdır.

KAYNAKLAMA : 316 sınıfı paslanmaz çelik alaşımı iyi kaynaklanabilme özelliklerine sahiptir ve hemen tüm kaynak yöntemlerine izin verir. Tam karşılık düşen veya hafifçe fazla alaşımlı filtre telleri kullanılmalıdır (örn. ERW 309 Mo). Azami korozyon direnci için yüksek karbonlu 316 çelik türevleri kullanılmalı ve kaynaklamadan sonra su verilerek terlemiş olabilecek krom karbidlerin çözünmesi sağlanmalıdır.

Yüksek sıcaklık içeren tüm işlemler (yani termal işleme ve kaynaklama) etkilenen bölgeler üzerinde dekapaj ve pasifleştirme işlemi ile izlenerek tam korozyon direnci eski haline getirilmelidir. Mekanik işleme (tezgah ve taşlama) ile yaratılan taze yüzeyler azami korozyon direnci için pasifleştirilmelidir.

Paslanmaz Çelik 316