sınai gazlar ve kaynak

1. GAZ ALTI KAYNAK YÖNTEMİ İLE KAYNATILAN FERRİTİK
PASLANMAZ ÇELİKLERDE ARGON VE HELYUM GAZLARININ
KAYNAK KARAKTERİSTİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Derviş Mehmet YUMUŞAK
YÜKSEK LİSANS TEZİ
METAL EĞİTİMİ
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TEMMUZ 2008
ANKARA

2. Derviş Mehmet YUMUŞAK tarafından hazırlanan “GAZ ALTI KAYNAK
YÖNTEMİ İLE KAYNATILAN FERRİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERDE
ARGON VE HELYUM GAZLARININ KAYNAK KARAKTERİSTİK ÜZERİNE
ETKİSİNİN İNCELENMESİ” adlı bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak uygun
olduğunu onaylarım.
Prof. Dr. Cemil ÇETİNKAYA ……………………………….
Tez Danışmanı, Metal Eğitimi Anabilim Dalı
Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Metal Eğitimi Anabilim Dalında Yüksek
Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.
Yrd. Doç. Dr. İbrahim ERTÜRK ……………………………….
Endüstriyel Teknoloji Eğitimi Anabilim Dalı, G. Ü.
Prof. Dr. Cemil ÇETİNKAYA ……………………………….
Metal Eğitimi Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi
Yrd. Doç. Dr. Behçet GÜLENÇ ……………………………….
Metal Eğitimi Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi
Tarih: 26/06/2008
Bu tez ile G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Yüksek Lisans derecesini
onamıştır.
Prof. Dr. Nermin ERTAN ……………………………….
Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

3. TEZ BİLDİRİMİ
Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde
edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu
çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
Derviş Mehmet YUMUŞAK

4. iv
GAZ ALTI KAYNAK YÖNTEMİ İLE KAYNATILAN FERRİTİK
PASLANMAZ ÇELİKLERDE ARGON VE HELYUM GAZLARININ
KAYNAK KARAKTERİSTİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
(Yüksek Lisans Tezi)
Derviş Mehmet YUMUŞAK
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Temmuz 2008
ÖZET
Bu çalışmada, ferritik paslanmaz çeliklerden (AISI 430) hazırlanan numuneler
saf Ar, He ve belirli oranlarda (%25 Ar-%75 He, %50 Ar-%50 He, %75 Ar-
%25 He) karışım gazlar kullanılarak TIG ve MIG kaynak yöntemi ile
kaynatılmıştır. Kaynağa uygun olarak ayarlanmış parametreler sabit kalırken
sadece koruyucu gaz türü (Ar, He, %25 Ar-%75 He, %50 Ar-%50 He, %75 Ar-
%25 He) değiştirilerek yapılan kaynaklı birleştirmelerden standartlara uygun
yeteri kadar numune alınarak sertlik, çekme ve çentik-darbe testleri
uygulanmış, ayrıca kaynaklı birleştirmelerin etkili mikroyapı fotoğrafları
çekilerek incelenmiştir. Böylece, ferritik paslanmaz çeliklerin MIG ve TIG
kaynağı ile kaynaklanabilirliğinin yanısıra koruyucu gaz olarak kullanılan Ar,
He ve Ar–He karışım gazlarının kaynağa etkileri araştırılmıştır.
Bilim Kodu : 710.1.092
Anahtar Kelimeler : Paslanmaz, TIG, MIG, He, Ar, Ferritik paslanmaz çelik
Sayfa Adedi : 103
Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Cemil ÇETİNKAYA

5. v
THE WELDING OF FERRITIC STAINLESS STEELWITH GAS UNDER
WELDING METHOD AND THE EVALUATION OF THE EFFECTS OF
ARGON AND HELIUM GASES ON THE CHARACTERISTIC OF
WELDING
(M. Sc. Thesis)
Derviş Mehmet YUMUŞAK
GAZİ UNIVERSITY
INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
July 2008
ABSTRACT
In this study, the examples prepared from ferritic stainless steel (AISI 430) by
using mixed gases in specific rates (%25 Ar-%75 He, %50 Ar-%50 He, %75 Ar-
%25 He) welded with TIG and MIG welding method. The parameters staying
stable, from the welded combinations done by changing only the protective gas
type (Ar, He, %25 Ar-%75 He, %50 Ar-%50 He, %75 Ar- %25 He), by taking
enough samples suitable for the standards, the tests of hardness, tensile
strength and charpy impact are applied, furthermore the
effectivemicrostructure photos of welded combinations are taken and
researched. By this way , the welding ability of stainless steel with MIG and TIG
welds , moreover the effects of mixed gases Ar, He, Ar-He that are used as
protective gases, to the welding are researched.
Science Code : 710.1.092
Key Words : Stainless steel, TIG, MIG, He, Ar, ferritic stainless steel.
Page Number : 103
Adviser : Prof. Dr. Cemil ÇETİNKAYA

6. vi
TEŞEKKÜR
Bu çalışmanın hem uygulamaya yarar getirmesi hem de üniversite-sanayi işbirliğinin
gelişmesine katkıda bulunması amacıyla bilgi ve tecrübeleriyle çalışmama ışık tutan
ve değerli yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren sayın hocam Prof. Dr. Cemil
ÇETİNKAYA’ ya teşekkürlerimi sunarım.
Bütün çalışmalarım boyunca yardımını esirgemeyen araştırma görevlisi sayın Tayfun
FINDIK’ a da teşekkürlerimi belirtmek isterim.
Çalışmalarım süresince göstermiş oldukları destek ve anlayış için Teknik Eğitim
Fakültesi Metal Eğitimi Bölüm Başkanı Prof. Dr. Adem KURT’ a ve tüm öğretim
elemanlarına, özellikle öğretim görevlisi sayın Yrd. Doç. Dr. Ahmet DURGUTLU’
ya ve araştırma görevlisi sayın Uğur ARABACI’ ya teşekkür ederim. Teknik Eğitim
Fakültesi Döküm Eğitimi Bölüm Başkanı Doç. Dr. Ferhat GÜL’ e ve deneysel
çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen araştırma görevlisi sayın Yakup TURGUT’
a ve araştırma görevlisi sayın Volkan KILIÇLI’ ya teşekkür ederim. Yine deneysel
çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen Aksaray Mercedes-Benz Türk A. Ş.
Malzeme Muayene Laboratuarı Şefi sayın Murat ATEŞ’ e ve laboratuar sorumlusu
sayın Mahmut ÖRS’ e teşekkürlerimi sunarım.
Tüm hayatım boyunca beni her zaman destekleyerek bugünlere getiren, çok sevdiğim
ve saygı duyduğum değerli aileme de teşekkürü bir borç bilirim.

7. vii
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET………...………………………………………………………………………iv
ABSTRACT……………………………………………………………..…………....v
TEŞEKKÜR………………………………………………………………………….vi
İÇİNDEKİLER………………………………………..…………………………….vii
ÇİZELGELERİN LİSTESİ……………………………………………………...........x
ŞEKİLLERİN LİSTESİ……………………………………………………………..xii
RESİMLERİN LİSTESİ…………………………………………………………....xiv
SİMGELER VE KISALTMALAR…………………………………………….…..xvi
1. GİRİŞ……………………………………………………..………………………..1
2. PASLANMAZ ÇELİKLER……………………………..………………………....3
2.1. Giriş……………………….………………………………….………………..3
2.2. Paslanmaz Çeliklerin Özellikleri……………………………………………...6
2.3. Paslanmaz Çeliklerin Kaynağı…..……………………………………………7
2.4. Paslanmaz Çelik Türleri ve Kaynak Teknikleri……………………………….8
2.4.1. Martenzitik paslanmaz çelikler……………….……...…………………9
2.4.2. Ferritik paslanmaz çelikler………………….……...………………….14
2.4.3. Östenitik paslanmaz çelikler………………………………...………...27
2.4.4. Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler…………...………………….36
2.4.5. Çift fazlı (duplex) paslanmaz çelikler……………………...………….41
2.5. Paslanmaz Çeliklerin Seçimi……………...…………………………………47
3. TUNGSTEN INERT GAS ( TIG ) KAYNAK YÖNTEMİ………………...….…49
3.1. Kaynak Devresi………………………………………………...…………….51

8. viii
Sayfa
3.1.1. Güç kaynağı (kaynak makinesi)………………………………...……..51
3.1.2. Torç ve torç kablosu…………………………………………………...54
3.1.3. Kaynak telleri………………………………………………………….54
3.2. TIG Kaynağında Kullanılan Koruyucu Gazlar………………………………54
4. METAL INERT GAS ( MIG ) KAYNAK YÖNTEMİ…………………………..56
4.1. MIG Kaynak Donanımı……………………………………………………...58
4.2. Çalışma Tekniği……………………………………………………………...61
4.3. MIG Kaynağında Kullanılan Koruyucu Gazlar……………………………...64
5. DENYSEL ÇALIŞMALAR……………………………………………………...67
5.1. Materyal ve Metod…………………………………………………………...67
5.1.1. Materyal……………………………………………………………….67
5.1.2. Metod………………………………………………………………….68
6. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA………………………………………...71
6.1. Makroyapı Sonuçları ……………………………………………..………….71
6.1.1. MIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait makroyapı sonuçları…….71
6.1.2. TIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait makroyapı sonuçları……..72
6.1.3. Makroyapı sonuçlarının tartışılması…………………………….…….73
6.2. Mikroyapı Sonuçları …………………………………...……………...….....74
6.2.1. MIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait mikroyapı sonuçları…….74
6.2.2. TIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait mikroyapı sonuçları……...80
6.2.3. Mikroyapı sonuçlarının tartışılması…………….……………..........…86

9. ix
Sayfa
6.3. Sertlik Sonuçları………………………………………...……………………87
6.3.1. MIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait sertlik sonuçları…………87
6.3.2. TIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait sertlik sonuçları………….89
6.3.3. Sertlik sonuçlarının tartışılması…………………………….…………91
6.4. Çekme Deney Sonuçları…..………………………...…………...…………..92
6.4.1. MIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait çekme deney sonuçları….93
6.4.2. TIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait çekme deney sonuçları…..95
6.4.3. Çekme deney sonuçlarının tartışılması………………..…………...….97
6.5. Çentik Darbe Deney Sonuçları……………………………………….……...97
6.5.1. Çentik-darbe deney sonuçlarının tartışılması…………………...…….98
7. SONUÇ VE ÖNERİLER…………………………………………………………99
KAYNAKLAR……………………………………………...……………………..100
ÖZGEÇMİŞ…………………………………………………..……………………103

10. x
ÇİZELGELERİN LİSTESİ
Çizelge Sayfa
Çizelge 2.1. Martenzitik paslanmaz çeliklerin AISI ve DIN (TSE)’a
göre bileşimleri ve özellikleri………………………………………….11
Çizelge 2.2. Martenzitik paslanmaz çelikler için öntav, kaynak
ısı girdisi ve son tav gereksinimi………………………………………13
Çizelge 2.3. Başlıca ferritik paslanmaz çelikler…………….………………….……17
Çizelge 2.4. Başlıca ferritik paslanmaz çeliklerin kullanım alanları………………..18
Çizelge 2.5. Yeni tür ferritik paslanmaz çelikler……………………………………19
Çizelge 2.6. Ferritik paslanmaz çeliklerin seçimine etki eden faktörlerin
belirtilmesi…..…………………………………………………………20
Çizelge 2.7. Ostenitik paslanmaz çeliklerin kimyasal kompozisyonu………..……..29
Çizelge 2.8. Krom karbür çökelmesinin karbon içeriği, zaman
ve sıcaklığa bağlılığı…………………………………………………...35
Çizelge 2.9. Bazı çökelme sertleşme paslanmaz çelik tiplerinin
kimyasal bileşimleri……………………………………………………38
Çizelge 2.10. Duplex paslanmaz çeliklerin tipik kimyasal kompozisyonları..……...42
Çizelge 3.1. Ferritik paslanmaz çeliklerin TIG kaynağında kaynaklanan
ürünün kalınlığına göre uygulanacak akım şiddeti………….…………53
Çizelge 4.1. Ferritik paslanmaz çeliklerin MIG kaynağında kaynaklanan
ürünün kalınlığına göre uygulanacak akım şiddeti……….……………63
Çizelge 5.1. Deneylerde kullanılan AISI 430 ferritik paslanmaz
çeliğinin kimyasal analizi……...………………………………………67
Çizelge 5.2. Deneylerde kullanılan paslanmaz çelik kaynak
tellerinin kimyasal anlizi…………………………………………….....67
Çizelge 5.3. MIG kaynak yönteminde kullanılan kaynak parametreleri……………68
Çizelge 5.4. TIG kaynak yönteminde kullanılan kaynak parametreleri…………….68
Çizelge 6.1. MIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait sertlik sonuçları………….87

11. xi
Çizelge Sayfa
Çizelge 6.2. TIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait sertlik sonuçları…………..89
Çizelge 6.3. MIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait çekme deney sonuçları…..93
Çizelge 6.4. TIG kaynağı ile kaynatılan numunelere ait çekme deney sonuçları…...95
Çizelge 6.5. Çentik-darbe deneyi sonuçları…………………………………………98

12. xii
ŞEKİLLERİN LİSTESİ
Şekil Sayfa
Şekil 2.1. Schaeffler diyagramı……………………………………………………….8
Şekil 3.1. TIG kaynak donanımı prensip şeması……………………………………49
Şekil 3.2. TIG Kaynağının uygulama örnekleri…………………………………..…50
Şekil 3.3. TIG kaynağı kaynak bölgesi(Şematik)…………………………………...50
Şekil 3.4. TIG kaynağı kaynak devresi……………………………………………...51
Şekil 3.5. Alternatif akım (AC) kaynak makinesi şematik gösterimi……………….52
Şekil 3.6. Doğru akım (DC) kaynak makinesi şematik gösterimi…………………..53
Şekil 4.1. MIG kaynak donanımı blok şeması………………………………………58
Şekil 4.2. Kutuplamanın dikiş formuna etkisi………………………………………61
Şekil 4.3. Hamlacın meyline göre dikiş formunun değişimi………………………..62
Şekil 4.4. Serbest tel uzunluğunun dikiş formuna etkisi (şematik)………………….64
Şekil 4.5. Argon, helyum ve Ar + He karışım gazların kaynak
dikiş geometrisine etkisi………………………………………………….66
Şekil 5.1. Kaynaklı malzemeden çıkarılan standart çekme deney numunesi……….70
Şekil 5.2. Kaynaklı malzemeden çıkarılan standart çentik-darbe deney numunesi…70
Şekil 6.1. MIG kaynağı ile kaynatılan malzemelere ait sertlik grafikleri.
a- %99,99 He, b- %75He, %25Ar, c- %50He, %50Ar,
d- %25He, %75Ar, e- %99,99 Ar, f- MIG kaynağı ile
kaynatılan malzemelere ait sertlik grafiklerinin toplu gösterimi………...88
Şekil 6.2. TIG kaynağı ile kaynatılan malzemelere ait sertlik grafikleri.
a- %99,99 He, b- %75He, %25Ar, c- %50He, %50Ar,
d- %25He, %75Ar, e- %99,99 Ar, f- MIG kaynağı ile
kaynatılan malzemelere ait sertlik grafiklerinin toplu gösterimi………...90
Şekil 6.3. AISI 430 malzemesinin çekme deneyi grafiği……………………………92

13. xiii
Şekil Sayfa
Şekil 6.4. MIG kaynağı ile kaynatılan malzemelere ait çekme deneyi
grafikleri. a- %99,99 He, b- %75He, %25Ar, c- %50He, %50Ar,
d- %25He, %75Ar, e- %99,99 Ar, f- MIG kaynağı ile
kaynatılan malzemelere ait sertlik grafiklerinin toplu gösterimi ...............94
Şekil 6.5. TIG kaynağı ile kaynatılan malzemelere ait çekme deneyi
grafikleri. a- %99,99 He, b- %75He, %25Ar, c- %50He, %50Ar,
d- %25He, %75Ar, e- %99,99 Ar, f- MIG kaynağı ile
kaynatılan malzemelere ait sertlik grafiklerinin toplu gösterimi …...……96

14. xiv
RESİMLERİN LİSTESİ
Resim Sayfa
Resim 3.1. TIG kaynağı kaynak bölgesi…………………………………………….50
Resim 6.1 MIG kaynağı ile kaynatılan malzemelere ait makroyapı
resimleri. a- %99,99 He, b-%75He-%25Ar,
c- %50He-%50Ar, d-%25He-%75Ar, e- %99,99 Ar…………………….72
Resim 6.2. TIG kaynağı ile kaynatılan malzemelere ait makroyapı
resimleri. a- %99,99 He, b-%75He-%25Ar,
c- %50He-%50Ar, d-%25He-%75Ar, e- %99,99 Ar ………………..…73
Resim 6.3. AISI 430 numunesinden alınan mikroyapı fotoğrafı……………............74
Resim 6.4. MIG kaynağı ile saf Helyum gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri……………75
Resim 6.5. MIG kaynağı ile %75 helyum, %25 argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri……………76
Resim 6.6. MIG kaynağı ile %50 helyum, %50 argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri……………77
Resim 6.7. MIG kaynağı ile %25 helyum, %75 argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri……………78
Resim 6.8. MIG kaynağı ile saf Argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri……………79
Resim 6.9. TIG kaynağı ile saf Helyum gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri……………80
Resim 6.10. TIG kaynağı ile %75 helyum, %25 argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri…………..82
Resim 6.11. TIG kaynağı ile %50 helyum, %50 argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri…………..83
Resim 6.12. TIG kaynağı ile %25 helyum, %75 argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri…………..84
Resim 6.13. TIG kaynağı ile saf argon gazı
kullanılarak kaynatılan malzemeye ait mikroyapı resimleri…………..85
Resim 6.14. Ana malzemede çekme deneyi sonrası oluşan kopma…………………92

15. xv
Resim Sayfa
Resim 6.15. MIG kaynağı çekme deneyi sonrası oluşan kopma …………………...93
Resim 6.16. TIG kaynağı çekme deneyi sonrası oluşan kopma ……………………94

16. xvi
SİMGELER VE KISALTMALAR
Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte
aşağıda sunulmuştur.
Simgeler Açıklama
Ar Argon
He Helyum
Cr Krom
Ni Nikel
α Ferrit
α' Kromca zengin ferrit
HRC Rockwell sertlik ölçme yöntemi
Cr(eş) Krom eşdeğeri
Ni(eş) Nikel eşdeğeri
V Ark gerilimi (volt)
I Kaynak akımı (amper)
HV2 Wickers sertlik ölçme yöntemi
Kısaltmalar Açıklama
AISI Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü
MIG Metal Inert Gas
TIG Tungsten Inert Gas
WIG Wolfram Inert Gas
MAG Metal Active Gas
DIN Alman Normu
TSE Türk Standartları Enstitüsü
F.P.Ç. Ferritik Paslanmaz Çelik
YMK Yüzey Merkezli Kübik
HMK Hacim Merkezli Kübik
PRE Oyuklanma korozyon direnci eşdeğeri

17. xvii
Kısaltmalar Açıklama
Ms Martenzitik dönüşüm başlama sıcaklığı
ITAB Isının Tesiri Altındaki Bölge
AC Alternatif Akım
DC Doğru Akım
DCEN Doğru Akım Elektrot Negatif
DCSP Doğru Akım Düz Kutuplama

18. 1
1. GİRİŞ
Mekanik özellikler açısından diğer ucuz çeliklerden fazla bir farklılık göstermeyen
paslanmaz çelikler, maliyetlerinin yüksek olmasına rağmen piyasada yaygın olarak
kullanılmaktadır. Bunun nedeni de korozyona karşı direncinin yüksek olmasıdır[1].
Genellikle paslanmaz çelikler yüksek krom alaşımlı çelikler olup, paslanmaz olarak
nitelendirilebilmeleri için bu malzemelerin kimyasal içeriğinde en az % 10,5 Cr
bulunması gerekmektedir[2]. Korozyona dayanıklılık özelliği esas alaşım elementi
krom ile elde edilir. Ancak molibden ve nikel ilavesi ile paslanmazlık özelliği daha
da arttırılır[3]. Çeliğin içersindeki kromun korozyona karşı koruyucu kabiliyeti, krom
ile oksijen arasındaki büyük affiniteden ileri gelmektedir. Malzeme içerisindeki krom
miktarı yeterli olduğunda çeliğin yüzeyinde ince bir oksit (Cr2O3) tabakası meydana
gelmektedir. Oluşan bu oksit tabakası yüzeyi aktif olmayan bir hale getirmekte ve
çevrenin olumsuz etkisinden korumaktadır[4].
Günümüzde paslanmaz çeliğin uygulama alanları çok fazladır. Yüksek korozyon
dirençleri, uygun mekanik özellikler ve oksidasyona direnç bakımından kimya, gıda,
gemi insaatı, otomotiv, uzay, hava taşıtları, mutfak eşyaları endüstrisinde, mimari
dekorasyon ve tıp aletlerinde uygulamaları çok fazladır[3].
Günümüz endüstrisinde yaygın olarak kullanılan paslanmaz çelikler, içerdiği katkı
elemanlarına göre değişen ve tamamen östenitik ve ferritik özelliklerine göre beş
farklı gruba ayrılmakta olup bunlar ise aşağıda sıra ile verilmektedir.
1. Östenitik paslanmaz çelikler
2. Ferritik paslanmaz çelikler
3. Martenzitik paslanmaz çelikler
4. Çift fazlı paslanmaz çelikler
5. Çökelme yolu ile sertleşmeli paslanmaz çelikler [5].

19. 2
Paslanmaz çeliklerin kullanım alanlarının artmasının temel nedeni, korozif
ortamlarda mekanik özelliklerini yitirmeden gösterdikleri yüksek korozyon
dirençleridir. Her türde ve biçimde bulunabilen ve kolaylıkla şekillendirilebilen
paslanmaz çeliklerin geliştirilmiş kaynak yöntemleri ile başarılı bir biçimde kaynak
edilebilmeleri uygulama alanlarını daha da genişletmektedir[6]. İnce kesitli
parçaların birleştirilmesinde özellikle TIG (Tungsten Inert Gas) ve MIG (Metal Inert
Gas) gibi gazaltı kaynak yöntemleri tercih edilmektedir. Bu kaynak yöntemlerinde
koruyucu gaz ve ilave metal seçimi kaliteli bir kaynak birleşimi sağlaması
bakımından oldukça önemlidir[7].
Bu çalışmada; ferritik paslanmaz çelik (AISI 430) malzemeye MIG ve TIG
kaynakları yapılarak kaynaklı birleştirmenin mikroyapı ve mekanik özelliklere olan
etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, AISI 430 ferritik paslanmaz çelik
malzemelere farklı gazlar ve gaz karışımları (Ar, He, %25 Ar-%75 He, %50 Ar-%50
He, %75 Ar-%25 He) kullanılarak MIG ve TIG kaynağı ile birleştirme işlemleri
yapılmış ve bu birleştirmelere sertlik, akma, çekme, çentik darbe testleri
uygulanmıştır. Ayrıca kaynaklı birleştirmelerin mikroyapı fotoğrafları çekilerek
incelenmiştir. Mekanik testlerden ve mikroyapı incelemelerinden elde edilen
sonuçlar sayesinde birleştirilen malzemelerin birbiri ile mukayesesi yapılmıştır.

20. 3
2. PASLANMAZ ÇELİKLER
2.1. Giriş
Paslanmaz çeliklerin doğuşu, demir ile başlayan demir alaşımlarının gelişimine
dayanır. Cori’un demir yapım metotlarını geliştirmesi ve haddelenmiş parçaları elde
edebilmek amacıyla merdaneleri ortaya çıkarması ile, çeliğin kitle halinde üretimine
başlanmıştır. Daha önceleri başarılı araştırmalar yapılmasına rağmen 19. yy.
ortalarında kromlu çeliklerin paslanmaz özellikte oldukları anlaşılmıştır[3].
İçinde birçok organik ve madeni agresif etkenlerin bulunduğu sulu ortamda
korozyona mukavemet arzeden çeliklere paslanmaz çelik denir. Atmosferik
etkenlerin korozyonuna mukavemet, bunun bir özel durumudur. Keza bu deyim gazlı
ve içinde ateşin bulunduğu ortamda yüksek sıcaklıkta korozyona dayanıklı çelikleri
de kapsar. Paslanmaz çelikler esas itibariyle demir, krom ve çoğu zamanda nikel
içeren alaşımlar olup başlıca özelliklerini kroma borçludurlar. Kromlu çeliklerin
uygulama alanı geniş olup bunlar özellikle oksitlenme ve korozyona mukavemet için
kullanılırlar. Çalışma sıcaklığına ve korozif çevreye göre çelik seçilir. Oksitlenmeye
mukavemet krom oranı ile artar[8].
Paslanmaz çelikler; içerisinde en az %10,5 (bazı kaynaklarda ise en az % 12)
oranında (ağırlıkça) krom (Cr) içeren demir esaslı alaşımlar olarak tanımlanırlar.
Paslanmaz çeliğin yüzeyinde oluşan ince fakat yoğun kromoksit tabakası korozyona
karşı yüksek dayanım sağlar ve oksidasyonun daha derine doğru ilerlemesini
engeller[9].
Çelikler diğer demir alaşımlarının büyük bir kısmı gibi atmosferde oksitlenirler ve
yüzeylerinde bir oksit tabakası oluşur. Alüminyum ve çinkonun yüzeyinde oluşan
koruyucu oksit tabakasının tersine çeliğin yüzeyini kaplayan bu oksit tabakası,
oksitlenmenin iç kısımlara ilerlemesine engel olmaz. Paslanmaz çeliklerde ise,
korozyon direnci artan krom miktarına bağlı olarak yükselmektedir. Bu konuda farklı
birçok görüş varsa da bunlardan en kabul göreni, sıkı ve ince bir krom oksit

21. 4
tabakasının paslanmaz çelik üzerinde oluştuğu ve bu tabakanın oksidasyon ve
korozyonun ilerlemesine engel olduğudur. Çeliğin içeriğindeki kromun koruyucu
etkisi, krom ile oksijen arasındaki afiniteden ileri gelmektedir. Krom içeren çelikler
yüzeyi bir krom oksit tabakası ile örtülü olmadığı takdirde korozyona ve özelikle
oksidasyona karşı çok hassastırlar; bu hale aktif denir. Buna karşın, bu oksit tabakası
oluşma olanağı bulduğunda metali korozif ortamlara karşı korur, dolayısı ile çelikler
pasifleşmiş olur. Pasivitenin sınırları ile derecesi, ortamın aktivitesi ile paslanmaz
çeliğin tür ve bileşimine bağlıdır.
Paslanmaz çeliklerin içerisinde paslanmazlık özelliğini sağlayan elementlerin
yanısıra, diğer bazı gereksinimleri karşılamak üzere ilave edilen alaşım elementleri
ve kaçınılmaz olarak bulunan karbon ve bazı empüriteler bulunmaktadır[6].
Alaşım elementlerinin en önemli özelliği belli bir fazın oluşumunu geliştirmek veya
onu kararlı hale getirmektir. Bu özelliği veren alaşım elementlerini şöyle
sıralayabiliriz: Östenit oluşturucu, ferrit oluşturucu ve nitrür oluşturucudur[10].
Karbon : Kuvvetli bir ferrit yapıcıdır. Yüksek mukavemetli alaşımlara sertleştirme ve
mukavemet arttırıcı etki için katılmaktadır. Kaynak metalinin korozyon direncini ve
düşük sıcaklıktaki tokluğunu negatif yönde etkiler.
Krom : Bir karbür ve ferrit yapıcıdır. Korozyon ve tufalleşme direncini sağlayan
alaşım elementidir. Paslanmaz çeliklerde yüksek sıcaklıkta mukavemet ve sürünme
mukavemetine belirgin bir etkisi yoktur.
Nikel : Kuvvetli östenit yapıcı ve dengeleyicidir. Yüksek kromlu ve az karbonlu
çeliklerde yüksek sıcaklıklardaki tane büyümesini önlemek için katılır. Mukavemeti
arttırır. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda kaynak metalinin tokluğunu negatif yönde
etkiler.
Mangan : Östenit yapıcıdır. Tam östenitik alaşımlarda kaynak metalinin çatlama
direncini yükseltir.

22. 5
Alüminyum : Kuvvetli bir ferrit yapıcıdır. Yüksek sıcaklıkta tufalleşme direncini
arttırır. Titanyum ile beraber bazı yüksek mukavemetli alaşımlara katılarak yaşlanma
sertleşmesi etkisini azaltır. Kuvvetli nitrür yapıcıdır. %12 krom içeren kaynak
metaline katılarak yapıyı ferritik yani sertleşmez hale getirir.
Niyobyum : Kuvvetli bir karbür yapıcıdır. Östenitik paslanmaz çelikleri krom karbür
çökelmesine karşı dengelemede kullanılır. Yüksek mukavemetli bazı alaşımlara
sertliği ve mukavemeti etkilemek için katılmaktadır. Bazı martenzitik paslanmaz
çelik türlerine karbonu bağlayarak, çeliğin sertleşme eğilimini azaltmak amacıyla
ilave edilir.
Azot : Kuvvetli östenit yapıcıdır. Yüksek kromlu ve az karbonlu çeliklerde yüksek
sıcaklıklardaki tane büyümesini önlemek için katılır. Mukavemeti arttırır. Sıfıraltı
sıcaklıklarda kaynak metali tokluğunu negatif yönde etkiler.
Kükürt : Fosfor ve selenyum elementlerinden bir tanesi molibden veya zirkonyum ile
az miktarda katılarak paslanmaz çeliğin talaşlı işlemeye yatkınlığını arttırır. Bu üç
element de kaynak metalinde çatlamayı teşvik eder.
Silisyum : Bir ferrit yapıcıdır. Östenitik çeliklerde korozyon direncini arttırmak için
kullanılır. Yüksek sıcaklıkta tufalleşme direncini arttırır. Yüksek sıcaklıkta
kullanılacak çeliklerin karbürizasyon direncini arttırmak için katılır.
Titanyum : Östenitik paslanmaz çeliklerde krom karbür çökelmesini önlemek için
dengeleme elementi olarak kullanılır. Kuvvetli ferrit yapıcıdır. Bazı yüksek sıcaklığa
dayanımlı alaşımlara sertlik ve mukavemet arttırıcı etkilerinden dolayı katılır. Bazı
yüksek mukavemetli ve ısıya dayanıklı a!aşımlara yaşlanma sertleşmesini etkilemek
için alüminyum ile beraber katılır.
Tungsten : Kuvvetli bir ferrit yapıcıdır. Bazı yüksek sıcaklık alaşımlarının
mukavemet ve sürünme direncini arttırmak için ilave edilir[6].

23. 6
Molibden : Ferrit oluşumunda etkili olup malzemenin yüksek sıcaklıklarda dayanıklı
olmasını ve redükleyici ortamlarda malzemelerin korozyona karşı dirençlerinin
artmasını sağlamaktadır.
Bakır : Paslanmaz çeliklere, bazı ortamlardaki korozyon dayanımlarını arttırmak
amacıyla katılmakla beraber gerilmeli korozyon çatlamasına karsı hassasiyeti azaltır
ve yaşlanma yoluyla sertleşmeyi teşvik etmektedir[11].
2.2. Paslanmaz Çeliklerin Özellikleri
Korozyon dayanımı : Tüm paslanmaz çeliklerin korozyon dayanımları yüksektir.
Düşük alaşımlı türleri atmosferik korozyona, yüksek alaşımlı türleri ise asit ve klorür
içeren ortamlara dahi dayanıklıdır.
Yüksek ve düşük sıcaklıklar : Bazı paslanmaz çelik türlerinde, yüksek sıcaklıklarda
tufalleşme ve malzemenin mekanik dayanımında önemli bir düşme görülmez, bazı
türlerinde ise çok düşük sıcaklıklarda dahi gevrekleşme görülmez. Yani tokluklarını
korurlar.
İmalat kolaylığı : Paslanmaz çeliklerin hemen hepsi kesme, kaynakla
birleştirilebilme, sıcak ve soğuk şekillendirme ve talaşlı imalat işlemleri ile
kolaylıkla biçimlendirilebilirler.
Mekanik dayanım : Paslanmaz çeliklerin büyük çoğunluğu soğuk şekillendirme ile
pekleşirler. Dayanımın artması sonucunda malzeme kalınlıkları azaltılarak parça
ağırlığı ve fiyatta önemli düşüşler sağlanabilir. Bazı türlerine ise ısıl işlem yoluyla
yüksek bir dayanım kazandırmak mümkündür.
Görünüm : Paslanmaz çelikler farklı yüzey kalitelerinde temin edilebilirler.
Yüzeylerin görünümü, kalitesi ve bakımı kolay olduğundan uzun süre korunabilirler.

24. 7
Hijyenik özellik : Paslanmaz çeliklerin kolay temizlenebilir olması, bu malzemelerin
hastane, mutfak, gıda ve ilaç sanayinde yaygın olarak kullanılmasını sağlar.
Uzun ömür : Paslanmaz çelikler dayanıklı ve bakımı kolay malzemeler
olduklarından, üretilen parçanın kullanım ömrü dikkate alındığında ekonomik
malzemelerdir[12].
2.3. Paslanmaz Çeliklerin Kaynağı
Paslanmaz çelikler ve ısıya dayanıklı çelikler bazı sınırlamalar hariç, alaşımsız ve
düşük alaşımlı çeliklerde kullanılan ergitme ve basınç kaynak yöntemleri ile kaynak
yapılabilir. Paslanmaz ve ısıya dayanıklı çeliklerin kaynak işlemi kaynak yapılacak
ana metalden beklenen özelliklere, örneğin; korozyon ve ısı dayanımına göre
değişiklik gösterebilir. Kullanılacak kaynak malzemesi ana metalle aynı
kompozisyonda veya bazı uygulamalar için daha yüksek alaşımlı olmalıdır[13].
Günümüzde paslanmaz çeliklerin kaynağında, TIG (Tungsten İnert Gaz) ve MIG
(Metal İnert Gaz) kaynak yöntemleri diğer kaynak yöntemlerine göre birçok avantaj
sağladığından daha çok tercih edilmektedir. TIG ve MIG kaynak uygulamalarında
seçilen gazın cinsi, kompozisyonu, birleştirilen malzemenin mikro yapısına ve
mekanik özelliklerine önemli şekilde etki etmektedir[14].
Şekil 2.1’ de verilen diyagram herhangi bir çeliğe ait iç yapının, sözkonusu çeliğin
sahip olduğu kimyasal analize göre belirlenmesinde kullanılır. Bu diyagramla,
kaynak edilen parçaların ve dolgu metalinin cinsine göre kaynak işleminden sonra
oluşan erimiş bölgenin yapısını da belirlemek mümkündür. Schaeffler, geliştirdiği bu
diyagramda ferrit oluşturucu elementleri ‘Krom Eşdeğeri-Cr(eş)’ ile, ostenit
oluşturucu elementleri ise ‘Nikel Eşdeğeri–Ni(eş) ile ifade etmektedir[9].
Ni ( eş ) = % Ni + 30 ( % C ) + 0,5 ( % Mn)
Cr ( eş ) = % Cr + % Mo + 1,5 ( % Si ) + 0,5 ( % Nb )

25. 8
Şekil 2.1. Schaeffler diyagramı[13].
2.4. Paslanmaz Çelik Türleri ve Kaynak Teknikleri
Paslanmaz çelikler, özellikleri ve bileşimleri açısından günümüz endüstrisinde beş
ana gruba ayrılırlar:
1- Martenzitik paslanmaz çelikler,
2- Ferritik paslanmaz çelikler,
3- Östenitik paslanmaz çelikler,
4- Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler,
5- Çift fazlı (duplex) paslanmaz çelikler[15].

26. 9
2.4.1. Martenzitik paslanmaz çelikler
Martenzitik paslanmaz çelikler %11,5' ten fazla krom içeren ve yüksek sıcaklıklarda
östenit yapısına sahip olan ve uygun bir soğutma işlemi ile de iç yapıları oda
sıcaklığında martenzitik olan paslanmaz çeliklerdir. Bu tanım paslanmaz çeliklerin
krom içeriğini sınırlamaktadır. Zira, bu dönüşümün gerçekleşebilmesi için çeliğin
bileşiminin yüksek sıcaklıklarda γ alanı içine düşmesi gerekmektedir. Karbon, γ
halkasını genişlettiğinden uygulamada çeliğin içeriğinde bulunan karbon yardımı ile
%18 krom içeren çelik de yüksek sıcaklıkta tam östenitik yapıya dönüşebileceğinden
bu gruba girmektedir. Bu tür paslanmaz çeliklerde krom miktarı en az % 11,5, en
fazla % 18 ile sınırlanmıştır. Burada alt sınırı korozyon direnci, üst sınırı da yüksek
sıcaklıkta çeliğin tamamen östenitik yapıya dönüşebilme özelliği belirlemektedir[6].
Bazı kaynaklarda ise krom miktarı % 12 - % 18 ile sınırlanmıştır[16].
AlSI normuna göre 4XX serisi şeklinde gruplandırılan bu tür çelikler DIN ve TSE
standartlarına göre yüksek alaşımlı çelikler grubu gibi simgelendirilerek X1OCr13,
X105CrMo17 tarzında işaretlenmektedir (Çizelge 2.1). TS 2535 paslanmaz çelikleri
“çeşitli kimyasal etkilere karşı dayanıklı olan ve bileşiminde ağırlık olarak %11,5'
den çok krom içeren çeliktir” diye tanımlarken, martenzitik paslanmaz çelikleri,
“bileşiminde %11,5-18 krom bulunan ve ısıl işlem ile sertleştirilebilen martenzitik
yapılı paslanmaz çeliktir” diye tanımlamaktadır. Yumuşak martenzitik çelikler olarak
nitelendirilen az karbonlu krom-nikelli martenzitik paslanmaz çelikler hariç tutulursa
bu gruba giren çeliklerden 440 türü (%16-18 krom içerir) dışındakilerin krom içeriği
%14' ü aşmaz ve diğer alaşım elementlerinin toplamı da %2-3' ten fazla değildir.
Martenzitik paslanmaz çelikler, normal karbonlu çeliklerden daha zor işlenirler.
X12CrS13 (416) çeliğinde az miktarda kükürt ve AISI normunda 416Se olarak
bilinen çelikte de az miktarda selenyum işlenebilme kabiliyetini geliştirir. Selenyum
kullanılması korozyon direnci yönünden kükürtten daha az etkilidir. X90CrMoV18
(440B) ve X105CrMo17 (440C) gibi yüksek karbonlu türler, yüksek mukavemete,
yüksek korozyon ve aşınma direncine sahiptirler; dolayısıyla bu türler kesici
takımların, vanaların ve rulmanlı yatakların yapımında uygulama alanı bulurlar.

27. 10
Martenzitik paslanmaz çeliklerin kritik soğuma hızlarının çok düşük olması
nedeniyle yavaş soğuma halinde bile martenzit oluşur. Bu tür çeliklerin, martenzitik
halde, sertleşmiş durumda korozyon dirençleri oldukça iyidir. 815°C' ye kadar
paslanmazlık özelliklerini yitirmezler. Yalnız uzun süre yüksek sıcaklığa maruz
kalırlarsa hafif korozyon başlangıcı olur ki bu bakımdan, endüstride sürekli olarak
700°C' nin üzerindeki sıcaklıklarda kullanılmazlar.
Yüksek alaşımlı çelikler gibi sertleştirilip temperlenen bu çelikler manyetiktirler ve
oldukça üstün mukavemet özelliklerine sahiptirler[6].
Martenzitik paslanmaz çeliklerin çekme mukavemeti, aynı karbon içeriğine sahip
karbonlu ve az alaşımlı çeliklerden çok daha yüksektir.
Bu tür çeliklerde önemli bir özellik de çok kalın kesitler dışında 820°C ve daha
yüksek sıcaklıklardan itibaren havada soğuma halinde dahi sertleşebilmelerini
sağlayacak derecede yeterli krom içermeleridir. Maksimum sertlik, 960°C' nin
üzerinde bir tavlama sonucunda sağlanır[6].
Bu çeliklerin çentik-darbe mukavemetleri bileşimlerinin özellikle krom dışındaki
diğer alaşım elementlerinin ve temperleme sıcaklığının etkisi altındadır. Bu tür
çeliklerde temperleme sıcaklığı yükseldikçe çentik-darbe mukavemetlerinde önce bir
artma görülür ve sonra 228°C civarında azalma başlar, 450-550°C arasında bir en aza
erişilir. Çentik-darbe mukavemetindeki bu en az gösterge temperleme eğrisindeki
büyük bir kısmı tane sınırlarında oluşan karbür ve nitrür çökelmelerinin neden
olduğu ikincil sertlik ile açıklanabilmektedir Bu olay, bu bölgeye kadar ısınmış
çeliklerde korozyon direncinde de görülen azalmanın açıklanması olarak kabul
edilmektedir. Daha yüksek sıcaklıklarda yapılacak temperleme sonucu çentik-darbe
mukavemetinin artmasına karşın diğer çekme özelliklerinde hızlı bir düşüşe neden
olmaktadır.
Bu tür paslanmaz çelikler içerdikleri karbon ve krom miktarlarının limit değerleri
içinde yaklaşık 1000°C' de tamamıyla östenite dönüşürler. Bu sıcaklıktan itibaren

28. 11
hızlı soğuma ile mikroyapıda maksimum martenzit oluşur. 820-960°C arasındaki
sıcaklıklara kadar ısıtıldıklarında tamamen östenit oluşmaz ve bu sıcaklık aralığından
itibaren soğumada ise, mikroyapı ferrit ve martenzitten oluşabilir[6].
Çizelge 2.1. Martenzitik paslanmaz çeliklerin AISI ve DIN (TSE) göre bileşimleri ve
özellikleri[6,17]
Tip
AISI
Tip
DIN(TSE)
% C % Cr % Diğer Özellikler
403 X6Cr13 0,15 12,25 Si 0,5
410 X10Cr13 0,15 12,5 -
Yüksek mekanik
dayanım ve korozyon
direnci
414 X22CrNİ17 0,15 12,5 Ni 1,90 Çok iyi tokluk
416 X12CrS13 0,15 Mn 1,25
Mo 0,60
Kolay işlenebilir
416Se _ 0,15 Mn 1,25
Se 0,15
Kolay işlenebilir
420 X20Cr13 0,15
13
_
Havada sertleşebilme,
aşınma ve korozyon
direnci, tokluk
431 X20CrNi17 0,20 16 Ni 1,90 Korozyon direnci
440A _ 0,75
440B _ 0,95
440C X105CrMo17 0,75
17 Mo 0,75 Maksimum sertlik
Yüksek sıcaklıklarda kullanılan çeliklerin molibden, krom ve silisyum içermeleri
gerekmektedir. Burada molibden, yüksek sıcaklıkta mukavemeti yükseltmek, krom,
grafitleşmeyi ve oksitlenmeyi önlemek, silisyum da yine oksitlenme direncini
arttırmak için katılmaktadır. Bu bakımdan yüksek sıcaklıklarda daha çok ferritik,

29. 12
östenitik veya çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler kullanılmaktadır. Bununla
beraber %12 krom içeren X1OCr13 (410) çeliği 7OO°C' ye kadar korozyon ve
oksitlenme dayanımı göstermektedir Bu çeliğin 650°C' ye kadar mekanik özellikleri
oldukça tatmin edicidir. Bu açıdan 410 çeliği ıslah edilmiş halde buhar türbünü
kanatlarının yapımında, petrol rafinerilerinde oldukça geniş bir uygulama alanına
sahiptir.
Martenzitik paslanmaz çeliklerin çentik-darbe geçiş sıcaklığı oda sıcaklığının biraz
altındadır. Bu bakımdan bu çelikler sıfıraltı sıcaklıklarda çalışan parçaların
üretiminde kullanılmazlar.
Bu tür çeliklerin sertleşmiş durumda toklukları düşüktür ve genellikle uygun tokluk
için bir temperleme ısıl işlemine gerek duyulur. Temperleme sıcaklığı, değişik
mukavemet seviyeleri sağlamak için ayarlanabilir.
Az karbonlu krom-nikel içeren paslanmaz çelikler, 1950' lerin sonlarına doğru
martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynak edilebilirliklerini geliştirmenin yanı sıra,
ferritik pasIanmaz çeliklerin kaynak bölgesinde tane irileşmesi sonucu oluşan tokluk
azalması problemi dikkate alınarak üretildiler. Bu gelişmelerin arkasındaki temel
düşünce, martenzitik yapının tokluğunu düzeltmek için karbon içeriğinin %0,04' e
düşürülmesi olmuştur. Ayrıca, soğuk çatlama tehlikesini azaltmak ve %4-6 nikel
eklenmesi ile östenit alanını genişleterek yapıyı olabildiğince delta ferritten
arındırmak esas alınmıştır.
Az karbonlu krom-nikelli martenzitik pasIanmaz çelikler sürekli olarak su verilmiş
ve temperlenmiş (ıslah edilmiş) halde bulunurlar. Çelik türüne bağlı olarak, su verme
işlemi normal olarak 950-1050°C' deki bir tavlamayı takiben yapılır ve 600°C' lik bir
temperleme bunu izler[6].

30. 13
Martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynağı
Martenzitik paslanmaz çelikler kaynaktan önce genellikle ön tavlamaya tabi tutulur.
Bu ön tavlama yüksek C eşdeğerli çeliklerde olduğu gibi ısının etkisi altında kalan
bölgede bir sertlik azalması meydana getirmez. Yalnızca oluşan ısıl gerilmeler
azaldığından çatlama olasılığı azalır. Bu çeliklerin ön tavı için uygun görülen tav
dereceleri 200-400 °C’dir. Kaynaktan hemen sonra çatlama olasılığını ortadan
kaldırmak için parçalar, mümkün olan durumlarda kaynaktan sonra soğumadan bir
gerilim giderme tavına tabi tutulmalıdır. 820-870°C’de 4 saat süre ile tavlanmalı ve
fırında tercihen çok yavaş olarak 590°C’ye düşürülmeli ve daha sonra sakin havada
soğutulmalıdır.
Karbon içeriğine bağlı olarak önerilen öntav sıcaklığı kaynak ısı girdisi durumu ve
kaynak sonrası tavlama gereksinimi Çizelge 2.2’ de özetlenmiştir.
Çizelge 2.2. Martenzitik paslanmaz çelikler için öntav, kaynak ısı girdisi ve son tav
gereksinimi
KARBON
%
ÖNTAV*
SICAKLIĞI (°C)
KAYNAK ISI
GİRDİSİ
SON TAV
GEREKSİNİMİ
0,10 dan az 15 (minimum) Normal Isıl işlem yapılabilir.
0,10 – 0,20 200 - 260 Normal Yavaş soğuma
Isıl işlem yapılabilir.
0,20 – 0,50 260 - 320 Normal Isıl işlem arzu edilir.
0,50 den fazla 260 - 320 Yüksek Isıl işlem arzu edilir.
* ASME Kazan ve basınçlı kaplar talimatnamesi, karbon bileşimine bakılmaksızın
minimum ön tav sıcaklığını 200°C önerilmektedir.
Martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynağında, kaynak dikişinin dayanımının çok
önemli olmadığı, parçanın da kükürtlü ortamda bulunmadığı durumlarda östenitik
kaynak teli kullanılır. Östenitik kaynak metalinin akma sınırının düşük olması
kaynaktan sonra oluşan kendini çekme gerilmelerinin oluşturduğu çatlama olasılığını

31. 14
ortadan kaldırır. Yüksek C içeren ( %0,5-1,2 ) martenzit paslanmaz çelikler bütün bu
önlemler yardımıyla bile sıhhatli bir şekilde kaynak edilemezler[18].
2.4.2. Ferritik paslanmaz çelikler
Ferritik paslanmaz çelikler de martenzitik çelikler gibi, sade kromlu paslanmaz
çeliklerdir. Ferritik paslanmaz çeliklerin korozyon direnç özellikleri, martenzitik ve
östenitik çeliklerin arasında bulunur[17].
α fazı ferritiktir, kristal kafes yapısı hacim merkezli kübiktir. γ fazı östenitiktir,
kristal kafes yapısı yüzey merkezli kübiktir. Paslanmaz çelikte hacim merkezli kübik
yapıyı krom, yüzey merkezli kübik yapıyı da nikel oluşturur. Aynı zamanda demir
içindeki karbonda östenit yapıcı bir elementtir. Krom miktarı belli bir seviyedeki
paslanmaz çeliğin karbon miktarının arttırılması kromun ferrit yapıcı etkisini ortadan
kaldırır. Karbon ferritik paslanmaz çeliğin havada su alan martenzitik paslanmaz
krom çeliğine dönüşmesini sağlar. Karbon oranı arttırıldığı halde iç yapının ferritik
olması için krom miktarının arttırılması gerekir. Ferritik çelikler α - γ dönüşümü
göstermezler. Bu durumda iç yapı ve mekanik özelliklerin ısıl işlemle
değiştirilmeyeceğini gösterir. Martenzitik paslanmaz çelik yüksek sıcaklıkta oluşan
östenitin soğuma hızına bağlı olarak oluşur. Örneğin AISI 420 bu şekilde oluşmuş
martenzitik paslanmaz çeliktir[3].
Ferritik paslanmaz çelikler, keşfedilmelerini takiben ilk geliştirilen paslanmaz çelik
türlerinden biri olmaları nedeniyle endüstride oldukça yaygın kullanım alanına
sahiptirler. İçeriğindeki alaşım elementlerinin özellikle karbonun miktarına bağlı
olarak %16-30 krom içerirler, manyetiktirler, soğuk veya sıcak haddelenebilirler.
Ancak tokluk, süneklik ve korozyon dirençleri normalize hallerinde maksimum
değeri gösterir. Talaşlı işlenebilme kabiliyetleri ve korozyon dirençleri martenzitik
paslanmaz çeliklerden daha üstündür.

32. 15
Ferritik paslanmaz çelikler, pahalı ve stratejik bir element olan nikel içermemeleri
nedeni ile de krom-nikelli östenitik paslanmaz çeliklerden daha ekonomiktirler ve bu
da günümüz koşullarında oldukça önemli bir üstünlüktür.
Östenitik krom-nikelli çeliklere nazaran sahip oldukları diğer üstünlükleri şöyle
sıralayabiliriz:
- Klorürlü çözeltilerde gerilmeli korozyon çatlamasına karşı daha dirençlidirler.
- Daha yüksek akma mukavemetine sahiptirler.
- Daha az şiddette soğuk şekil değiştirme sertleşmesi gösterirler.
- Manyetikleşme özelliğine sahiptirler.
Oldukça parlak ve dekoratif görünüşe sahip olan bu tür paslanmaz çelikler, dünya
paslanmaz çelik tüketiminde östenitik paslanmaz çeliklerden hemen sonra en büyük
pazar payı ile ikinci sıradadırlar.
Ferritik paslanmaz çelikler, ekonomiklikleri ve yukarıda belirtilmiş üstün özellikleri
nedeni ile otomotiv endüstrisi, cihaz yapımı, mutfak ve ev aletleri, kimya ve petro-
kimya endüstrisi, gıda endüstrisi, kaynar su kap ve boruları, iç ve dış mimari, buhar
üretim ve iletim donanımları gibi çok çeşitli kullanım alanları bulmuşlardır.
Bu tür çeliklerin ısıl genleşme katsayıları, az alaşımlı çeliklerinkine yakındır. Bu
özellik, mimari yapılarda olduğu gibi büyük konstrüksiyonlarda sade karbonlu
çeliklerle bir arada kullanılmaları halinde ısıl genleşme farkının doğuracağı sorunları
önler. Buna karşın, bu tür çeliklerin ısıl iletkenlik katsayıları normal çeliklerin yarısı
kadardır.
Ferritik paslanmaz çelikler bileşimlerindeki korozyon direncini sağlayacak yeterli
miktarda krom veya kromla birlikte yüksek sıcaklıklarda östenit oluşumunu önleyici
alüminyum, niyobyum, molibden ve titanyum gibi ferrit dengeleyici elementler
içeren Fe-Cr-C alaşımlarıdır. AISI standardına göre martenzitik çelikler gibi 4XX
serisi içinde gruplandırılan bu tür çelikler DIN 17440, EU88, EU95 ve TS 2535' e

33. 16
göre yüksek alaşımlı çelikler halinde olduğu gibi X6Cr17 (430), X10CrN28 (446)
olarak simgelendirilmektedirler (Çizelge 2.3)[6].
1150°C' den yüksek sıcaklıklarda % 17 kromlu çelik, genellikle tamamen ferritik
olmaktadır ve ferrit taneleri de çok çabuk irileşme eğilimi göstermektedir. Soğuma
sürecinde ise östenit çoğu kez ferrit tane sınırlarında bir ağ şeklinde ve tanelerin
içersinde Widmannstatten yapısında dilimler şeklinde çökelmektedir. Bu çökelme
olayının, bu çeliklerin kaynak kabiliyeti ile büyük bir ilişkisi vardır. Zira,
östenitleşme sıcaklığında veya soğuma sürecinde oluşacak östenit, oda sıcaklığına
soğuma sonucunda martenzite dönüşür. Bu martenzitin, östenitin oluştuğu 780°C
sıcaklığa yeniden temperlenmesiyle ferrit+karbür oluşumu gerçekleşir. Aslında bu
çeliklerin iç yapıları normalde ferrit ve karbürlerden oluşmaktadır. Bu tür çeliklerin
en önemli metalurjik karakteristikleri; katı halde bir faz dönüşmesi olmadığından, su
verme yolu ile sertleştirilememeleri ve yüksek sıcaklıklarda korozyon ve oksidasyon
dirençlerinin yüksek olmasıdır.
Ferritik kromlu çeliklerin mekanik özellikleri iç yapıları ile yakından ilgilidir ve
östenitik krom-nikelli çelikler ile çok önemli farklılıklar gösterir.
%21' den daha fazla krom içeren ferritik paslanmaz çeliklerde, tavlama sırasında
östenit oluşmamasına karşın, uygun miktarda karbon içerdiklerinden yüksek
sıcaklıklardan itibaren hızlı soğuma halinde ferrit tanelerinin sınırlarında krom
karbür çökelmesiyle karşılaşılabilir. Ana yapıdan kromun azalması çeliği tanelerarası
korozyana hassas hale getirir. Optimum korozyon direncini sağlamak için bir
tavlamaya gereksinim duyulur. Yüksek kromlu bu çeliklerde, demir-krom
metallerarası bileşiği olan sigma fazı, 430-760°C sıcaklık aralığında oluşmaya
eğilimlidir. Çeliğin bileşiminde silisyum ve molibden gibi ferrit yapıcıların varlığı
sigma fazının oluşumunu hızlandırdığı gibi bulunduğu sıcaklık alanını da genişletir.
Tavlama için 760 ila 820°C önerilir ve sigma fazının oluşumunu önlemek için de
hızlı soğutma yapılır[6].

34. 17
Diğer
0,1/0,3Al
6XC/0,75Ti
---
---
---
0,15Se(Min)
---
5XC/0,7Nb+Ta
---
0,25N
Mo
---
---
---
0,60
---
---
0,60
0,75/1,25
---
0,75
Ni
---
---
1,25/2,5
---
---
---
---
0,5/1
1,25/2,5
---
Cr
11,5/13
11,5/13,5
11,5/13,5
12/14
12/14
12/14
---
11/13
15/17
16/18
Si
0,50
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,75
1,00
1,00
S
0,030
0,030
0,030
0,15(Min)
0,060
0,030
0,15(Min)
0,025
0,030
0,030
P
0,040
0,040
0,040
0,060
0,060
0,040
0,060
0,025
0,040
0,040
Mn
1,00
1,00
1,00
1,25
1,25
1,00
1,25
1,00
1,00
1,00
KimyasalBileşim(%)
C
0,08
0,08
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
0,20
0,20
DIN(TSE)
X6CrAl13
X5CrTi12
X7Cr14
X6Cr17
X12CrMoS17
---
X8CrMo17
---
---
X10CrN28
AISI
405
409
429
430
430F
430FSe
434
436
442
446
Çizelge2.3.Başlıcaferritikpaslanmazçelikler[6]

35. 18
Oksijen, hidrojen, kükürt ve fosfor, ferritik çeliklerin tokluğuna büyük etkide
bulunduklarından bu elementler çelikte olabildiği kadar az bulundurulmalıdır[6].
Çizelge 2.4. Başlıca ferritik paslanmaz çeliklerin kullanım alanları[3]
405
Tavlama kapları, su verme tankları, oksidasyon direnç bölmeleri, ısı değjştiriciler, petrol
rafine tüpleri, kimyasal proses için konveyör hatları, katalitik kırma makineleri, kaynatma
tüpleri, hidrojenleme ve dehidrojenleme için proseslerde kullanılır.
409
Otomobil egsoz sistemleri, tarımsal sprey tankları, soğuk su depolama tankları, gemi
konteynerleri, kuru gübre yağmurlaması, mobilyalarda kaplama ve diğer bileşenler için
kullanılır.
429
430 tipine göre daha iyi kaynak kabiliyetine sahiptir. Nitrik asit ve azot etkisine maruz kalan
cihazlarda, borularda ve tanklarda kullanılabilir.
430
Dekoratif amaçlı parçalar, nitrik asit tankları, tavlama sepetleri, yanma çemberleri, evyeler,
ısıtıcılar, egsoz kollektörleri, regülatör kaportası, ısı toplayıcı, ayırıcı (reküparatör), restoran
ekipmanlarında, soğuk perçinlenmiş ürünlerde, sert yığma, kanallı başlı vida ve civatalarda,
bulaşık makinelerinde, ev eşyalarında, yıkama makinelerinin kazan ve borularında taşıma
ekipmanlarında, baca parçaları, kesicilerde kullanılabilir.
430F
Sıkma halkası, sıkma bileziği, otomobil trimleri, dövme ve derin çekme parçaları, hava taşıtı
bağlantıları, hacimli parçalar ve teknolojik elemanlar, madeni eşyalarda, civata, somun, valf
parçaları, hava taşıtı fittinglerinde kullanılır. Fakat yüksek basınç altındaki sıvılarda veya gaz
tutma kapları için tavsiye edilmemektedir.
430FSe
430 tipine göre daha kolay işlenebilme özelliğine sahiptir. Daha hafif kesicilerde makine
parçalarında kullanılır. Soğuk şekillendirmeye uygundur. 430F tipinin kullanıldığı yerlerde
kullanılabilir.
434
Sıfırın altındaki sıcaklıklarda atmosferik korozyona dayanıklıdır. Otomotiv endüstrisinde
süs ve dekor malzemesi olarak kullanılır.
436
Genel olarak korozyon ve ısı direnci gereken yerlerde, otomobilde dekoratif amaçlı olarak
düşük çekme mukavemetinin gerektiği yerlerde kullanılır.
442
Yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Fırın parçalarında, yanma odalarında ve döküm potasının
dibindeki nozullarda kullanılır.
446
Yüksek sıcaklıklarda (850-1100°C çalışma sıcaklıklarında) korozyon direnci yüksektir.
Sülfürlü ortamlarda mükemmel korozyon direncine sahiptir. Tavlama sepetleri, yanma
odaları, fırın parçaları, cam kalıpları, prometre tüpleri, duman bacaları bu çeliğin uygulama
alanlarıdır.
Çelik üretim teknolojisindeki gelişmeler sayesinde ekonomik olarak üretilebilen çok
az miktarlarda karbon ve azot içeren yeni tür paslanmaz çelikler geliştirilmiştir. Bu
çeliklerin AISI normuna göre en önemli türleri 444 (I8Cr-2Mo) ve 26-1 (26Cr-1Mo)

36. 19
çelikleri olarak tanınmaktadır. Titanyum ve niyobyum gibi elementlerle stabilize
edildikleri zaman, kaynak edildiklerinde, tanelerarası korozyona dirençli olan bu yeni
tür ferritik paslanmaz çelikler, klorürlü ortamlarda oluşabilecek oyuklanma
korozyonuna ve gerilmeli korozyon çatlamasına karşı da iyi direnç ve tokluğa
sahiptirler. Bu yeni tür ferritik paslanmaz çelikler Çizelge 2.5’ de gösterilmektedir.
Çizelge 2.5. Yeni tür ferritik paslanmaz çelikler
Alaşım C ve N (%) Stabilizasyon Elementleri
(%)
Fe-%18Cr-%2Mo-Ti C – N 0,025 max Ti+Nb,0,2+4(C+N) min, 0,8max
Fe-%25Cr-%1Mo C 0,005max,N 0,015max Nb,13-29(N)
Fe-%26Cr-%1Mo-Ti C – N 0,040 max Ti,0,2-1,0
Fe-%28Cr-%2Mo-%4Ni C 0,015max,N 0,035max Nb,12(C+N)+0,2
Fe-%29Cr-%4Mo C 0,010max, N 0,020max, C + N
0,025 max
---
Fe-%29Cr-%4Mo-%2Ni C 0,010max,N 0,020max C + N
0,025 max
---
Bu tür paslanmaz çelikler genellikle yüksek oranda krom ve çok az miktarda karbon
içerdiklerinden yüksek sıcaklıklardan veya sıvı halden itibaren soğutulmaları
sırasında bazen hiç östenit oluşmazken bazen de çok az östenit oluşur. Bu nedenle
östenit-ferrit dönüşümü yoktur. Ancak %0,1 C içeren %17 kromlu çelik, 1000°C
civarında çok az da olsa östenit içermektedir. Bu östenitin miktarı, kritik olarak
karbon ve azot içeriklerine ve ayrıca da östenit ve ferrit oluşturucu elementlerin
göreceli miktarına bağlıdır. Östenit miktarı çeliğin ısıtılma sürecinde, γ halkasının
kenarından geçme durumunda ilk önce artış göstermekte ve sonra yüksek sıcaklıkta
azalmaktadır[6].
% 17 kromlu ferritik çeliklerin kalın levha ve döküm halinde düşük tokluk
göstermeleri onların kullanılma alanlarını sınırlamaktadır. Kalın kesit halinde tane
büyüklüğünün uygun bir şekilde kontrol edilmemesi nedeni ile bu çelikler daha çok
soğuk haddelenmiş levha, tel ya da küçük çaplı çubuklar halinde üretilir. Kalın

37. 20
kesitleri azaltmak için küçük karbon ve azot içeriği ile bunların çökeltilerinden
yararlanılır. Molibden eklenmesi tane büyümesine olan eğilimi azaltır[6].
Çizelge 2.6. Ferritik paslanmaz çeliklerin seçimine etki eden faktörlerin
belirtilmesi[3]
F.P.Ç
AISI
Fiyat
GenelKorozyon
TanelerArası
Korozyon
500°C’deGerilme
YüksekSıcaklıkta
SürünmeDirenci
Süneklik
Isıliletkenlik
KaynakKabiliyeti
İşlenebilirlik
IsılGenleşme
405 10 1 8 2 2 4 - 4 5 9
409 10 1 8 2 0 5 10 10 10 9
429 10 2 6 3 0 5 - 7 9 10
430 10 8 8 3 3 5 8 8 8 10
434 9 8 6 3 3 6 8 8 8 10
436 8 8 6 3 3 6 8 8 7 10
442 7 9 8 4 1 4 8 8 - 9
446 7 9 8 4 2 4 8 8 - 10
26/1* 7 9 8 7 2 5 - - - -
29/4* 7 9 8 7 2 5 - - - -
10 : En çok tercih edilen, 0 : En az tercih edilen, *Yeni tür F.P.Ç.
Bu çeliklerin sertleştirilebilirlikleri ancak soğuk şekil değiştirme ile mümkündür. Az
miktarda soğuk şekil değiştirmenin dahi neden olduğu sertlik, çeliğin şekil almasını
zorlaştırdığından uygulama alanını daraltmaktadır. Soğuk şekil değiştirme
sertleşmesini ortadan kaldırmak için bu tür çelikler 750-800°C sıcaklıklarında
yumuşatma tavlamasına tabi tutulurlar.

38. 21
% 17-26 krom içeren ferritik paslanmaz çeliklerde ortaya çıkan bir metalurjik etken
de, 400-550°C sıcaklık aralığında ortaya çıkan ve 475°C (temper) gevrekliği olarak
adlandırılan gevrekleşme olayıdır. Yükselen krom miktarı ile artan gevrekliğin,
mekanik özelliklerin yanısıra, ferritin serbest kromca fakirleşmesi sonucu özellikle
nitrik asite karşı korozyon direncini olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. 475°C
gevrekliği, 700-800°C' de kısa süreli bir tavlamayı takiben hızlı soğutma ile giderilir.
475c
C gevrekliği, zamana bağlı bir olay olduğundan, kaynak sırasında bu sıcaklık
aralığında fazla kalınmayacak olursa, meydana gelmez[6].
Ferritik paslanmaz çeliklere molibden katılması korozyona karşı direncin artmasını
sağlar. Niyobyum ve titanyum ise, çelikte ergimiş halde bulunan karbon ve azotun
oranlarını düşürerek tanelerarası korozyona karşı çeliği kararlı hale getirir[19]. Böyle
bir katkı aynı zamanda süneklik ve çentik-darbe mukavemetini geliştirici etki
gösterir. Çentik-darbe mukavemetindeki gelişme, bu çeliklerin kimya endüstrisinde
kullanılan tankların yapımında kullanılması açısından yarar sağlar. Argon-oksijen-
dezoksidasyon veya elektron ışını eritme teknikleri sayesinde geliştirilen ve mevcut
empüriteleri çok düşük miktarlarda olan ince taneli yeni tür ferritik paslanmaz
çelikler oda sıcaklığının altında iyi bir geçiş sıcaklığına sahiptirler. Bu tür çelikler
günümüzde süper ferritik paslanmaz çelikler olarak da adlandırılırlar.
Ferritik paslanmaz çeliklerde tane iriliğinin, içyapı ve özelliklere etkisi gözönünden
uzak tutulmamalıdır. Tane iriliğinin artması tokluğu azaltır. Buna karşın mukavemeti
daha yavaş bir hızda etkiler. Ferritik kafes sistemlerinde atom hareketlerinin daha
kolay gerçekleşmesi, ferritik kromlu çeliklerin yüksek sıcaklıklarda krom-nikelli
östenitik çeliklere nazaran daha hızlı bir şekilde tane irileşmesi göstermesi, bu tür
çeliklerin üretiminde ve işlenmesinde tokluk azalmasına neden olan tane
irileşmesinin gözönünde bulundurulmasını gerektirir. Bu bakımdan, ferritik
paslanmaz çeliklerin ısıl işlemleri ve sıcak şekil değiştirme işlemleri sıkı bir kontrol
altında tutulmalıdır. Sıcak şekillendirmede olabilen en yüksek redüksiyon oranı
uygulanmalıdır. Örneğin, titanyum ile stabilize edilmiş % 17 kromlu ferritik
çeliklerde sıcak haddelemede tane incelenmesinin gerçekleşmesi için %60'ın
üzerinde bir redüksiyon gereklidir. Ayrıca ferritik kromlu çeliklerin tane irilikleri

39. 22
artan sıcaklık ve tutma zamanı ile hızla arttırıldığından sıcak işlemin bitirildiği
sıcaklık da çok önemlidir. Stabilizasyon işlemi uygulanmış ferritik çeliklerdeki
karbür ve karbonitrür çökelmeleri yüksek sıcaklıklara kadar kararlı
davrandıklarından tane irileşmesini geciktirici etkide bulunurlar.
2 mm kalınlığında çelik, 1300°C' de 1 dakika tutulup suda soğutularak yapılan
kaynak simülasyonunda % 1,5 molibden içeriğinin iri tane oluşumunu ortadan
kaldırdığı saptanmıştır işte bu bakımdan molibden içeren ferritik çelikler tane
irileşmesi ve buna bağlı olarak da tokluğun azalmasına karşı en uygun koşulları
sunmaktadır[6].
Karbon ve azot ilavesi ferritik paslanmaz çeliklerin akma mukavemetini hızla
yükseltir ancak bunların çözünürlüğü çok zayıf olduğundan uygulamada bundan
önemli ölçüde faydalanılamaz. Ayrıca karbür ve nitrür çökeltileri de daha düşük bir
şiddette olmak üzere akma mukavemetini yükseltici etkide bulunurlar. Akma sınırını
alaşım elementleri ile de yükseltme olanağı çok sınırlıdır. Zira çökelmelerin oluşma
olasılığı vardır. Örneğin, normalize % 17 kromlu çeliğin akma mukavemeti 300-400
N/mm2
arasında değişir ve alışılagelmiş östenitik krom-nikelli çeliklerden daha
yüksektir. Akma sınırı genelde arayer katı eriyiği oluşturan elementler, çekme
mukavemeti ise yeralan katı eriyiği oluşturan elementler tarafından etkilenir.
Dolayısıyla katı eriyik oluşturarak çekme mukavemetinin arttırılması konusu alaşım
elementlerinin çökelme olasılığı nedeni ile sınırlı kalmaktadır. Bununla beraber,
uygulamadaki alaşımlama sınırlarında dahi farklar görülebilmektedir. Örneğin, % 1
molibden içeren X6CrMo17 çeliği X6Cr17 çeliğine nazaran 50 N/mm2
’ lik daha
yüksek bir çekme mukavemeti göstermektedir. Çekme özellikleri, paslanmaz çeliğin
alaşım içeriği kadar tane iriliği ile de yakından ilgilidir. Tane iriliğinin azalması
akma ve çekme mukavemetlerinin artmasına neden olur. Bununla beraber bu etki ısıl
işlem ve bileşime bağlı olarak ortaya çıkan çeşitli çökeltiler nedeni ile kolaylıkla
görülemez. Örneğin, stabilize edilmemiş % 17 kromlu çelik çözelti haldeki
sıcaklığından itibaren aniden soğutulursa ince dağılmış çökeltiler nedeni ile sertlikte
bir artma görülür.

40. 23
Ferritik kromlu çeliklerin östenitik krom-nikelli çeliklere nazaran yüksek akma
mukavemetleri 300°C' ye kadardır. Daha yüksek sıcaklıklarda ise ferritik çeliklerde
atom hareketlerinin daha kolay olması nedeni ile kromlu ferritik çelikler östenitik
çeliklerden daha düşük mukavemet özellikleri gösterirler. % 17 kromlu çeliğe
uygulanmış olan eğme-döndürme deneyi sonuçları yorulma açısından bu çeliklerin
östenitik çeliklerden aşağı olmadığını göstermektedir. Kaynaktaki yapısal
değişimlere bağlı olarak kaynaklı bağlantıların yorulma mukavemetlerinde
değişiklikler görülebilir. Molibden içeren alaşımlarda tane irileşmesi yavaşladığından
yorulma mukavemetlerinin daha iyi olduğu görülmüştür. Çökeltiler ve aynı zamanda
tane iriliği yorulma mukavemetini etkilemektedir. Kromlu çeliklerin yüksek
sıcaklıklardan ani soğutulması da yorulma mukavemetini azaltmaktadır. 350°C' de 1
saat tavlama ve havada soğutma yorulma özelliklerini düzeltmektedir.
Karbon ve azot çökeltileri, orijinleri ile ilgili olarak ferritik çeliklerin tokluğuna en
büyük etkide bulunurlar. Karbon içeriğini azaltarak geçiş bölgesini çok düşük
sıcaklıklara indirmek mümkün olabilmektedir. Bu konuda azotun etkisi çok daha
azdır. % 0,01 azot içeren alaşımda tane irileşmesinin etkisinin görülmesi, tane içinde
çok ince dağılmış çökeltilerin dislokasyonları bloklaması sonucu tokluğun
azalmasında etkili olduğu sanısı kuvvetlidir. Yukarıda açıklanan türdeki gevrekleşme
titanyum veya niyobyum ve tantal stabilizasyonu sonucu düzeltilebilmektedir.
Stabilizasyon oranına bağlı olarak 1300°C' de 1 dakika tutulması ve suda soğutma,
eğilme ile saptanan toklukta artan stabilizasyon derecesi ile tokluğun yükselmesi
görülmektedir. Aynı şekilde 350°C' de 1 saat tavlama ve havada soğutma,
gevrekleşmeyi büyük ölçüde ortadan kaldırmaktadır. Bu da göstermelidir ki özellikle
%17 kromlu çeliklerde yüksek bir tavlamayı takiben bir ısıl işlem uygulanamayan
hallerde stabilizasyon tokluk açısından önemlidir. Bu da % 17 kromu çeliklerde
stabilizasyonun sadece korozyon direncini değil aynı zamanda tokluğu da arttırdığını
ortaya koymaktadır.
Karbon ve azot içeriğine bağlı olarak uygulanan stabilizasyon derecesinin
yükselmesi yüzey temizliğini ve yüzey kalitesini de etkiler. Bu özellik levha ve boru
üretimini zorlaştırır. Bu bakımdan bu tür çeliklerde karbon ve azot miktarının

41. 24
olabildiği kadar düşük tutulması arzu edilir. Az miktardaki çökeltiler tokluğa katkıda
bulunmaktadır. Örneğin, titanyum ile stabilize edilmiş düşük karbon ve azotlu
(0,003C, 0,005N, O,12Ti) 18Cr-2Mo'li çelik % 40 civarında uzama göstermektedir.
Tane iriliğinin de ferritik kromlu çelikleride tokluğu düşürücü bir etkisi olduğu
bilinmektedir. Aynı miktardaki çökelti halinde tane iriliğinin artması toplam tane
sınırlarının yüzeyini azalttığından çökelti konsantrasyonu artar ve bu da tokluğun
azalmasına neden olur. Üretimde, ince kesitler halinde küçük taneler elde etmek
olasıdır. Kesitin artması tane iriliğini kontrol olanaklarını azaltır. Bu da tokluğun
azalmasına neden olur[6].
Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı
Bu tür paslanmaz çelikler %16-30 Cr ve %0,25-0,50 C içerirler. Bu tip çeliklerin en
önemli özellikleri katı halde bir faz dönüşmesi oluşmadığından su verme yolu ile
sertleştirilmemeleri ve yüksek sıcaklıkta korozyon ve oksidasyon dirençlerinin
yüksek olmasıdır.
Bu tür çeliklerin ancak soğuk şekil değiştirme ile sertleştirilmeleri olanaklıdır.
Bundan ötürü az miktarda olsa soğuk şekil değiştirmenin neden olduğu sertlik,
çeliğin biçimlendirilmesini zorlaştırdığından kullanma oranları azdır. Bu çelikler
soğuk şekil değiştirme sertleşmesini ortadan kaldırmak için 750-800 °C sıcaklıkla
yumuşatma tavına tabi tutulur[18].
800 °C’ de ısıl işlem kaynağa çentiksiz yavaş şekil değiştirmede iyi plastik özellikler
verir. Kaynaklar kalınlığın iki katı kalınlıkta takozlar üzerinde çatlak meydana
gelmeden 180° kıvrılabilir[20].
Martenzitik paslanmaz çeliklere oranla daha kolay kaynak edilir. Ferritik paslanmaz
çeliklerin kaynağında karşılaşılan en önemli sorun bu malzemenin 1150 °C
üzerindeki sıcaklıklarda tane büyümesine karşı olan aşırı eğilimidir. Kaynak
sırasında ısının etkisi altında kalan bölgenin bir bölümü 1150 °C üzerindeki bir

42. 25
sıcaklığa kadar ısınır ve bu bölgede aşırı bir tane büyümesi oluşur. Bu malzemede
katı halde östenitin ferrite dönüşmesi olayı meydana gelmediğinden bir ısıl işlem
yardımı ile tanelerin küçülmesi olanağı yoktur. Normal halde ferritik paslanmaz
çelikler çok ince taneli sünek bir yapıya sahiptirler. Kaba taneli bir yapı haline
geçince gevrekleşir, çentik darbe dayanımı düşer ve geçiş sıcaklığı yükselir. Tane
büyümesini önlemek için bazı ferritik paslanmaz çeliklerin bileşimine azot eklenir
(Örneğin; AISI normuna göre 444 çeliği 0,035 maksimum ve 446 çeliği 0,25
maksimum).
Elektroda eklenen azot kaynak metalinin katılaşma sonunda ince taneli olmasına
yardımcı olur. Bu tip paslanmaz çeliklerin kaynağında öyle bir kaynak yöntemi
uygulanmalıdır ki ısının etkisi altında kalan bölgede 1150 °C ’yi aşan sıcaklıklarda
mümkün mertebe az kalmalıdır. Bu ise kaynağın çok kısa pasolarda yapılması ve
hemen soğutulması ile gerçekleşebilir. Kromlu ferritik paslanmaz çeliklerin
kaynağında bir başka sorunda krom ve demirin bir metaller arası fazı olan çok
kırılgan ve gevrek (δ) sigma fazının oluşmasıdır. Bu olay çeliğin uzun süre 400-550
°C arasında tutulması sonucu ortaya çıkar. Bu bakımdan bu çeliklere hiçbir zaman
400 °C üzerinde bir ön tavlama uygulanmamalıdır. Ancak 200 C’ lik bir ön tavlama
uygulanabilir. Diğer durumlarda bu çeliklerin kaynağında ön tav uygulanmaz.
Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında ortaya çıkan bir tehlike de, ITAB’de taneler
arası korozyona karşı aşırı hassasiyettir. Özellikle stabilize edilmemiş, yüksek krom
ve karbon içeren türlerde karşılaşılan önemli bir sorundur. Bu olay, östenitik
paslanmaz çeliklerde oluşanın aksine, ferritik türlerde 900 °C’nin üzerindeki
sıcaklıklardan hızlı soğumada ortaya çıkmaktadır. Çünkü östenitik bir yapıya nazaran
ferritik yapı içinde krom karbür çökelmesi daha yüksek oranlardadır. Ferritik kromlu
paslanmaz çelikler kaynak edildiklerinde, dikişe komşu bölgede taneler arası
korozyona karşı hassastırlar. Zira krom karbürler önce çözülürler, soğuma sırasında
yer alabildiğince çabuk geriye doğru giderek tane sınırlarına partiler halinde
çökelirler. Stabilize edilmemiş % 17 Cr’lu çeliklerden yapılan kaynaklı bağlantılar,
kaynaktan hemen sonra 750 °C’de tavlama işlemine tabi tutularak taneler arası
korozyona karşı dirençli hale getirilebilirler. Eğer bu tür çelikler Ti veya Nb ile

43. 26
stabilize edilmiş ise kaynaklı bağlantılar taneler arası korozyona karışı ısıl işlemsiz
halde bile dirençli olacaklardır.
Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında yapılacak bir ön tavlama, martenzitlik
paslanmaz çeliklerin kaynağından farklı metarlurjik etkilere sahiptir. Bu tür
çeliklerin kaynaklı bağlantıları yavaş soğutulduğu zaman tane irileşmesi ve tokluk
azalması gösterirler. Bazı ferritik paslanmaz çelikler de tane sınırlarında martenzit
oluşumuna eğilimlidirler. Bu çeliklere uygulanan ön tavlama ITAB’de çatlama
tehlikesini ortadan kaldırır ve kaynaktan doğan gerilmeleri sınırlar. Ön tavlama
sıcaklığı, bileşime arzu edilen mekanik özelliklere, kalınlığa ve artık gerilmelere
bağlı olarak saptanır. Ön tav sıcaklığı normalde 150 – 250 °C arasında uygulanır ve
pasolar arası sıcaklıklar da ön tav sıcaklığının biraz üzerinde tutulabilir. Kaynaktan
sonra 750-850 °C ’lik bir tavlamayı takiben hızlı bir soğutma, bu çeliklerde
ITAB’nin sünekliğinin ve taneler arası korozyona direncinin artmasına yardımcı
olur[18].
Ferritik kromlu paslanmaz çeliklere kaynak sonrası mekanik karakteristiklerin ıslahı
amacıyla 150-225 °C ’lik bir ısıtma, gevrekliği azaltmak ve Cr karbür çökelmesi
sonucu oluşan kromdan yana fakirleşmeyi dengelemek üzere ise yine sekonder
difizyon tavlaması olarak 775-850 °C ‘de bir kaynak sonrası ısıl işlemi uygulanır.
Ferritik paslanmaz çeliklerin ergitmeli kaynağında kullanılabilecek yöntemlerin diğer
paslanmaz çeliklerin hepsinden fazla kaynak yerinin atmosferle her türlü
reaksiyonundan ve ergimiş metalin bulaşmalardan korunmasını sağlamak durumunda
olmaları gerekir. Bu zorunluluk ayrıca kaynağın ters tarafının bir argon akımıyla
korunmasını da gerektirir ki, bu mülahazalar tamamen memnunluk verici bir koruma
sağlamayan örtülü elektrotla kaynak yöntemini arka plana itmektedir. Bu itibarla
ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı için kullanılabilecek yöntemler daha çok bir
koruyucu gaz akımını devreye sokanlar TIG, MIG ve plazma kaynakları olacaktır.
Bunlarla da daha önce belirtilmiş önlemler alınacak olup kaynak sırasında verilen
enerji miktarı sınırlandırılacaktır. Bu nedenle de tozaltı kaynağından
kaçınılacaktır[20].

44. 27
2.4.3. Östenitik paslanmaz çelikler
Demir-krom ikili denge diyagramında % 13' den fazla krom içeren bölgenin dışında
östenit alanının görülmediği ve her sıcaklık aralığında da yapının ferritik olduğu ve
sadece % 12-13 krom aralığında da dar bir α + γ bölgesinin bulunduğu
görülmektedir. Buradaki ferrit normal olarak çeliğin sıvı halden itibaren
katılaşmasında ortaya çıktığı için δ- ferrit olarak adlandırılır. Bu iki alaşıma karbon
eklenmesinin de γ alanını ve özellikle α + γ alanının genişlemesine neden olduğu
daha önce belirtilmişti. % 18 kromlu bir çeliğe % 0,4' e kadar karbon eklenmesi iç
yapının tamamen ferritik kalmasına ve dönüşüm göstermesine engel olamaz. Buna
karşın % 0,08-0,22 karbon içerme aralığında yapı kısmi dönüşüm gösterir ve α + γ iç
yapısı elde edilebilir. % 0,4' den fazla karbon içermesi halinde çelik γ bölgesinden
itibaren hızla soğutularak oda sıcaklığında tamamen ostenitik bir yapıda tutulabilir.
Karbonun iç yapıda bir başka etkisi de yapıda karbür oluşumunda kendini gösterir.
Östenitik paslanmaz çeliklerde M23C6 karbürü oluşan en önemli karbür olup bunun
çeliğin korozyon direnci üzerinde önemli etkisi vardır. Az karbonlu ve % 18 krom
içeren alaşıma katılan nikel, γ fazı oluşum bölgesini genişletir ve nikel miktarı % 8' e
eriştiği zaman γ alanı oda sıcaklığına kadar iner. Bu olay, en tanınmış östenitik çelik
türü olan % 18 krom ve % 8 nikel içeren çelik grubunun doğmasına neden olmuştur.
Bu özel bileşim minimum nikel içeriği ile oda sıcaklığında KYM' li iç yapıyı dengeli
bir halde tutabilmektedir. Zira krom içeriğinin biraz azalması veya çoğalması yapının
dengeli östenit fazında kalabilmesi için daha fazla nikel gerektirmektedir. Örneğin,
korozyona daha dirençli % 25 krom içeren paslanmaz çeliği oda sıcaklığında
östenitik yapıda tutabilmek için % 15 nikele gerek vardır.
Bilindiği gibi, östenitik yapıda demir alaşımları elde etmek bu asrın başından beri
metalurjistlerin en önemli uğraşlarından birisi olmuştur. Günümüzde AISI 300 serisi
olarak adlandırılan östenitik krom-nikelli paslarımaz çelikler, işte bu çalışmaların
ürünüdür. Bugünün östenitik paslanmaz çelikleri % 16-26 krom, % 10-24 nikel, %
0,4' e kadar karbon ve diğer bazı özellikleri geliştirmek için katılmış molibden,

45. 28
titanyum, niyobyum, tantal ve azot gibi elementler içerirler. Son yıllarda geliştirilmiş
olan ve tam veya süper-östenitik paslanmaz çelikler diye adlandırılan gruplarda
östenit yapıcı elementlerin miktarı daha da arttırılmıştlır[6].
Östenitik paslanmaz çelikler de soğuma sırasında östenit-ferrit dönüşümü
olmadığından su verme yolu ile sertleştirilemezler. Manyetik olmayan bu tür
paslanmaz çelikler AISI 3XX serisi içinde gruplandırılmalarının yanısıra DIN 17440,
EU 88, EU 95 e TS 2535' e göre yüksek alaşımlı çelikler halinde olduğu gibi
simgelendirilirler. Östenitik paslanmaz çeliklerin kimyasal kompozisyonu verilmiştir
(Çizelge2.7).
Östenitik paslanmaz çeliklerin korozyon dirençleri martenzitik ve ferritik paslanmaz
çeliklerden daha yüksektir. İç yapının östenitik olması da ferritik paslanmaz
çeliklerde karşılaşılan çok önemli bir sorun olan geçiş sıcaklığı altındaki
gevrekleşme bu tür çeliklerde görülmez. Gerek sıfıraltı (-270°C' ye kadar) gerekse de
yüksek sıcaklıklardaki korozyon dirençleri, mekanik özelliklerin üstünlüğü bu çelik
grubunun bir çok alanda kullanılmasına olanak sağlamıştır.
Östenitik paslanmaz çelikler iç yapılarına göre stabl veya metastabl östenitik
paslanmaz çelikler olarak iki grupta incelenirler. Metastabl östenitik paslanmaz
çelikler soğuk şekillendirme sonucu iğnemsi veya martenzitik türde bir iç yapı
gösterirler. Stabl östenitik paslanmaz çelikler ise oldukça yüksek derecede soğuk
şekil değiştirme sonucunda bile östenitik iç yapılarını korurlar. AISI 301 östenitik
paslanmaz çeliği metastabl östenitik paslanmaz çeliklere güzel bir örnektir. Yaklaşık
olarak % 10-15' lik bir yüzde uzamadan sonra deformasyon sertleşmesi artan bir
şekilde kendini belli eder. Metastabl östenitik paslanmaz çeliklerde deformasyon
sertleşmesinde görülen bu artış doğrudan östenitin dengesizliğinin bir göstergesidir.
Burada plastik şekil değiştirme sonucu martenzit oluşmaya başlamıştır[6].

46. 29
Çizelge 2.7. Ostenitik paslanmaz çeliklerin kimyasal kompozisyonu[18]
X5CrNi1810 (304) paslanmaz çeliği, korozyan direnci ve iyi biçimlendirilebilme
kabiliyeti bakımından çok yaygın kullanılan bir östenitik paslanmaz çeliktir.
Bu tür çeliğin şekil değiştirme sertleşmesi de arttırılmış olduğundan yüksek
mukavemet gerektiren makine parçalarının yapımında oldukça sık kullanılır.
X1OCrNi188 (302) çeliği, yüksek karbonludur ve soğuk şekil değiştirme sertleşmesi
ile de yüksek mukavemete sahip olur. X10CrNiS189 (303) çeliği, kükürt katkısı ile
Kompozisyonu (%)
AISI
C Cr Ni Diğerleri (%)
201 0,15 16,0 - 18,0 3,5 - 5,5 2,5 N, 5,5 – 7,5 Mn, 0,060 P
202 0,15 17,0 - 19,0 4,0 - 6,0 2,5 N, 7,5 -10,0 Mn, 0,060 P
301 0,15 16,0 - 18,0 6,0 - 8,0
302 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0
302 B 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0 2,0 – 3,0 Si
303 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0 0,20 P, 0,15 S (min) 0,60 Mo (opt)
303 Se 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0 0,20 P, 0,06 S, 0,15 Se (min)
304 0,08 18,0 - 20,0 8,0 - 12,0
304 L 0,03 18,0 - 20,0 8,0 - 12,0
305 0,12 17,0 - 19,0 10,0 - 13,0
308 0,08 19,0 - 21,0 10,0 - 12,0
309 0,02 22,0 - 24,0 12,0 - 15,0
309 S 0,08 22,0 - 24,0 12,0 - 15,0
310 0,25 24,0 - 26,0 19,0 - 22,0 1,5 Si
310 S 0,08 24,0 - 26,0 19,0 - 22,0 1,5 Si
314 0,25 23,0 - 26,0 19,0 - 22,0 1,5 – 3,0 Si
316 0,08 16,0 - 18,0 10,0 - 14,0 2,0 – 3,0 Mo
316 L 0,03 16,0 - 18,0 10,0 - 14,0 2,0 – 3,0 Mo
317 0,08 18,0 - 20,0 11,0 - 15,0 3,0 – 4,0 Mo
321 0,08 17,0 - 19,0 9,0 - 12,0 Ti (5 x %C min)
347 0,08 17,0 - 19,0 9,0 - 13,0 Cb + Ta (10 x %C min)
348 0,08 17,0 - 19,0 9,0 - 13,0
Cb + Ta (10 x %Cmin 0,10 Ta max.), 0,20
Co
Tekil rakamlar aksi belirtilmedikçe en yüksek miktarlardır. Belirtilen alaşımların
diğer elemanları en yüksek miktarları içerirler, geriye kalan yüzde demirdir.

47. 30
otomat çeliği haline dönüştürülmüş olup, paslanmaz cıvata, mil ve vana yapımında
kullanılır.
X2CrNi1911 (304L) çeliği, X5CrNi1810 (304) çeliğinin karbon miktarı azaltılmış
türüdür. Çok düşük karbonlu (ELC) paslanmaz çelikler olarak bilinen bu çeliklerin
geliştirilmesinin amacı, kaynak sırasında ısıdan etkilenmiş bölgede oluşan ve
tanelerarası korozyona neden olan karbür çökelmesinin önlenmesidir.
X15CrNiSi2012, X5CrNiSi2520, X15CrNiSi2520 çelikleri yüksek sıcaklıklarda
korozyon ve çatlamaya dayanıklı, nikel ve krom içerikleri yüksek olan çeliklerdir.
Yanma odalarının ve yüksek sıcaklıkta çalışan parçaların üretiminde kullanılırlar.
Molibden içeren X5CrNiMo1722 (316), X2CrNiMo17132 (316L) çelikleri denizcilik
ve kimya endüstrisinde X5CrNi1810 (304) çeliğinden daha yaygın olarak
kullanılırlar. X2CrNiMo17132 (316L) çeliği de düşük karbon içeriği ile tanelerarası
korozyon problemini önlemek amacıyla üretilmiştir.
X6CrNiTi1810 (321) ve X6CrNiNb1810 (347) çelikleri titanyum ve niyobyum ile
stabilize edilerek, yüksek sıcaklıklarda kaynak bağlantılarındaki tanelerarası
korozyona eğilim önlenmiştir.
Östenitik paslanmaz çelikler genellikle nemli ortamlarda kullanılırlar. Artan krom ve
molibden içerikleri korozif çözeltilere karşı korozyon dirençlerini arttırıcı rol oynar.
Yüksek nikel içeriği gerilmeli korozyon çatlamasına karşı riski azaltır. Östenitik
paslanmaz çeliklerin, katılan alaşım elementlerinin (özelikle krom ve molibden)
miktarına bağlı olarak genel korozyona, oyuklanma ve aralık korozyonuna direçleri
yükselir.
Kimyasal bileşimin şekil değiştirme sırasında bu özelliklere etkisi hemen
izlenebilmektedir. Örneğin, akma mukavemeti genel olarak elastik şekil değişiminin
sona erdiği nokta olduğundan buraya kadar plastik şekil değişiminin bir etkisi
görülmemektedir. Akma sınırı üzerine bileşimin etkisi burada basit bir şekilde katı

48. 31
eriyik sertleşmesinin etkisindedir ve bu katı eriyik sertleşmesine en büyük etkide
bulunan elementler de karbon ve azot gibi arayer elementleridir. Bu bakımdan
yüksek miktarda karbon ve azot içeren çeliklerin akma mukavemetleri daha
yüksektir.
Östenitik paslanmaz çeliklerin çentik-darbe (Charpy-V) mukavemetleri de oldukça
iyidir. Östenitik paslanmaz çeliklerin elastik modülleri sade karbonlu ve az alaşımlı
çeliklerin elastik modüllerinden biraz daha düşüktür. Bu da, belirli bir gerilme değeri
için daha fazla elastik deformasyon gösterecekleri anlamına gelir.
Yüksek derecede deformasyon sertleşmesinin bu çeliklerin çok yüksek akma ve
çekme mukavemetine sahip olmalarını sağladığı daha önce de belirtilmişti. Ayrıca
burada ilginç olan bu tür çeliklerin bu yüksek akma ve çekme mukavemetlerinde
dahi süneklik ve tokluklarının bir kısmını korumalarıdır. Bu bakımdan östenitik
paslanmaz çelikler soğuk haddelenmiş veya çekilmiş halde yüksek mukavemetli ve
yüksek korozyon dirençli çeliklerdir. Doğal olarak kaynak uygulanması durumunda,
parçanın tümü veya bir bölümü soğuk şekil değiştirme ile kazanılmış özellikleri
yitirecektir. Ancak çok iyi düşünülerek geliştirilmiş bir kaynak yöntemi ile bu tür
paslanmaz çelikler rahatlıkla birleştirilmektedir. Hatta uygulamada, soğuk şekil
değişiminin mukavemet üzerine yapmış olduğu tüm etkilerden yararlanılmaktadır.
Bu konuda en iyi uygulama örnekleri, soğuk şekil değiştirilmiş östenitik paslanmaz
çeliklerin kullanıldığı demiryolu taşıtları, kamyon, treyler kasalarıdır.
Östenitik paslanmaz çeliğin kimyasal bileşimi, özelliklerini etkiler. Bileşim, ilk
olarak dönüşümü yani çeliğin stabilitesini, ikinci olarak da katı eriyik sertleşmesini
etkiler. Hemen hemen tüm alaşım elementlerinin katılması östenitik yapıyı daha
dengeli hale getirmekte ve bu bileşimin etkisi de daha karmaşık olmaktadır. Örneğin,
bir elementin katılması başlangıçta östenitik yapının dengelenmesinde az etki
gösterebilir buna karşın yüksek katı eriyik sertleşmesi etkisi sonucu yüksek akma ve
çekme mukavemeti ve daha düşük uzama ortaya çıkar. Öte yandan bu elementin
daha fazla katılması ile östeniti dengeleme etkisi daha şiddetli olmaktadır. Dolayısı
ile akma ve çekme mukavemetleri düşmekte ancak daha yüksek uzama elde

49. 32
edilmektedir. Ayrıca işlemin yapıldığı sıcaklık da çok büyük bir önem taşır. Soğuk
haddeleme Ms sıcaklığının altında gerçekleştiğinden plastik deformasyon östenitin
martenzite dönüşmesini sağlayacak ve önemli derecede mukavemet artışı
görülecektir. Soğuk şekil değiştirme Ms civarında gerçekleştiğinde martenzit
oluşmayacak ve deformasyon sertleşmesi daha düşük oranda ortaya çıkacaktır.
Metastabl östenitik paslanmaz çeliklerde Ms oda sıcaklığının üzerindedir ve dolayısı
ile bu türIerde oda sıcaklığıııda soğuk haddeleme sonucu çok büyük mukavemet
artışları görülür.
Örneğin, bu türlerde haddeleme 200°C' de gerçekleştirilirse deformasyon
sertleşmesinin hemen düştüğü görülür ve buna bağlı olarak bu sıcaklıklarda yapılan
işlemde harcanan enerji de çok daha azdır. Bu tür çeliklerde soğuk haddeleme
gücünün sınırlı olduğu durumlarda sıcaklık biraz yükseltilerek önemli bir üstünlük
sağlanmış olur.
Süper östenitik paslanmaz çeliklerde östenitik yapı sürekli ve stabl olup her koşul
altında tamamen östenitiktir. Kaynaktan sonra kaynak metalinde AISI 3XX serisinin
aksine hiç ferrit oluşmaz. Tam östenitik paslanmaz çelikler korozyon dirençlerini
yükseltrnek açısından oldukça yüksek derecede alaşımlandırılmışlardır. Bu bakımdan
da bazı literatürlerde süper-östenitik paslanmaz çelikler adını alırlar.
Bu süper-östenitik paslanmaz çelikler aşırı korozif ortamlarda çalışan malzemelerde
korozyon problemini önlemek ve kimya endüstrisinde kullanılmak üzere
geliştirilmişlerdir.
Sülfirik asit, fosforik asit, asetik asit, kimyasal gübre üretimi gibi durumlar için özel
süper-östenitik paslanmaz türler üretilmiştir. Özellikle bu çeliklerin oyuklanma
korozyon dirençleri (PRE: Pitting Resistance Equivalent-oyuklanma korozyonu
direnç eşdeğeri) ve geliştirilmiş kritik oyuklarıma sıcaklık değerleri (CPT: Critical
Pitting Temperature) yükseltilmiştir. Bu türler deniz suyu ortamlarında çok çeşitli
amaçlar için yaygın olarak kullanılırlar, hatta yüksek sıcaklıklarda aralık korozyonu
dirençleri çok iyidir.

50. 33
Buna ek olarak, süper-östenitik paslanmaz çelikler manyetik olmayıp sıfıraltı
sıcaklıklarda üstün bir tokluğa sahiptirler. Süper- östenitik kararlı yapı, yüksek nikel
miktarı veya azot içeriği sayesinde gerçekleştirilmiştir[6].
Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı
Östenitik paslanmaz çeliklerin korozyon dirençleri diğer paslanmaz çelik türlerine
göre daha yüksek olduğundan çok yaygın kullanım alanı vardır. Bu da östenitik
paslanmaz çeliklerin kaynak edilebilirliklerini etkileyen faktörlerin yanısıra kaynak
yöntemlerinin uygulanmaları, kaynak öncesi ve sonrası alınması gereken önlemlerin
daha da önemli olduğunu gösterir[21]. Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak
yeteneği açısından en önemli niteliklerini sıralayabiliriz:
Isı iletme katsayıları oda sıcaklığında az alaşımlı ve sade karbonlu çeliklerin 1/3’ü
kadardır.
Isıl genleşme katsayıları sade karbonlu ve az alaşımlı çeliklerden %50 daha fazladır.
Alaşımsız karbonlu çelikler düşük bir elektrik iletme direncine sahiptir. Bu tür
paslanmazlarda ise, bu değer 5 ile 7 kat daha büyüktür.
Bu özelliklerden dolayı krom-nikelli çeliklerin kaynağında sade karbonlu çeliklerin
kaynağından daha fazla kendini çekme oluşur. Kaynak dikişinin soğuması sırasında
büyük çekmelerin oluşumu sonucunda bu bölgede gözlemlenen iç gerilemeler
çatlama tehlikesine yol açar. Bu tip paslanmazların çift taraflı iç köşe dikişlerinde
sıcak çatlamaların oluşma olasılığı çok fazladır. Bu çeliklerde aşırı soğuk şekil
değiştirmeleri özellikle dövme sonucunda kısmen martenzit bir yapı elde edilir.
Özellikle 18/8 tipi östenik paslanmaz çelikler 450-850 °C arasında bir sıcaklığa
kadar ısıtılıp o sıcaklıkta tutulduklarında bir karbon çökelmesi eğilimi kendini
gösterir.

51. 34
Östenik paslanmaz çeliklerin C içeriği en çok % 0,6, tercihen %0,03 civarında
olmalıdır. Krom-Nikelli paslanmaz çeliklerde gerilim giderme tavlaması kaynaktan
sonra zaman zaman uygulanır. Tavlama sıcaklığı 800-920 °C arasında seçilir.
Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak kabiliyetlerini etkileyen fiziksel özelliklerinin
yanında bir dizi metalurjik etken de bu çeliklerin kaynağında önemli rol oynar;
bunlar delta ferrit fazının oluşumu, taneler arası korozyona hassasiyet, gerilmeli
korozyona hassasiyet ve sigma fazının oluşmasıdır.
Östenitik paslanmaz çeliklerin üretimlerinde, sıvı halden itibaren katılaşma
başlayınca, östenit ve δ-ferrit taneleri oluşmaya başlar. Bu ferrit östenitin dönüşümü
sonucunda ortaya çıkan ferrritten farklıdır. Katılaşma normal olarak çeliklerin yapısı
östenit taneleri arasına serpilmiş δ-ferrit taneciklerinde oluşur. Bu faz, krom ve
ferriti dengeleyen elementler yönünden zengin, nikel ve östeniti dengeleyen
elementler yönünden fakirdir. Bu fazın oluşumu çelik üreticilerinin istemediği bir
durumdur. Zira malzemenin sıcak şekillendirilmesini zorlaştırır ve malzemede
çatlakların oluşumunu teşvik eder. Bu fazın sürekli olarak tanecik sınırlarında
bulunması korozyon direncini azaltır. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda uzun süre δ-ferrit
fazıyla karşı karşıya kalınması sonucunda da, malzemenin mukavemetini ve
şekillendirilebilme kabiliyetini azaltıcı yönde etkileyen sert ve gevrek sigma fazının
oluşumu gibi sorunlarla karşılaşılır.
Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağında ortaya çıkan ikincil bir sorun da, özellikle
18/8 çeliği gibi bazı krom-nikelli çeliklerin 450-850 °C sıcaklık aralığındaki bir
sıcaklıkta uzun süre kalmalarında oluşan krom karbür çökelmesi eğilimidir. Bu
çelikler üretimleri sırasında krom karbürün östenit içerisinde çözündüğü 1100
°C ’den itibaren hızla soğutulurlar. Bu şekilde bu elementlerin çökelme tehlikesi
ortadan kalkmış olur ve oda sıcaklığında karbonun difüzyon hızı çok düşük
olduğundan, kullanım esnasında oluşma olanağı yoktur. Sıcaklığı 450 °C ’nin
üzerine çıkması ile karbonun difüzyon hızı, karbonu tane sınırlarından dışarıya
çıkartacak derecede artar. Tane sınırlarında biriken karbon, kroma karşı olan yüksek

52. 35
ilgisinden (affinitesinden) dolayı bu bölgede krom ile birleşerek krom karbür
oluşturur (Fe, Cr23C6). Oluşan krom karbürün ağırlık olarak %90’ını krom
oluşturduğundan, tane sınırlarında bulunan çok az karbon bile östenit tanelerin
çevresindeki krom miktarını aşırı derecede azaltır. Bunun sonucu olarak malzeme
korozif bir ortamda bulunduğunda, kromca zayıflamış olan tane sınırlarında
korozyon oluşur. Bu şekilde ortaya çıkan taneler arası korozyon tüm malzemeyi çok
kısa zamanda kullanılmaz hale getirir. Çeliğin karbon içeriği arttıkça bu olay
şiddetlenir.
Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı esnasında eriyen bölge çok kısa bir zamanda
katılaşıp hızla soğuduğundan ve elektrot olarak kullanılan alaşımların karbon içeriği
de düşük olduğundan kaynak metali, yani kaynak dikişi için karbür çökelme tehlikesi
yoktur. Bana karşın ısının tesiri altında kalan bölge (ITAB), kaynak süresi boyunca,
500-900 C sıcaklık aralığında tavlı olarak kalmakta ve aynı zamanda da burası esas
metal olduğundan, karbon içeriğinin yüksek olması halinde östenit tane sınırlarında
taneler arası korozyona neden olacak karbür çökelmesi olayı ortaya çıkmaktadır.
Belli bir karbon içeriği için karbür çökelmesi olayının şiddeti, sıcaklık ve zamana
bağlıdır. Çökelme başlamadan önce sıcaklık ve değişen bir kuluçka periyodu vardır.
Sıcaklık ve çeliğin karbon içeriğine göre en kısa sürede çökelmenin başladığı bir
sıcaklık vardır ki buna kritik sıcaklık adı verilir (Çizelge 2.8).
Çizelge 2.8. Krom karbür çökelmesinin karbon içeriği, zaman ve sıcaklığa bağlılığı
Tek paso ile yapılan ark kaynağında ITAB, 650-750 °C arasındaki sıcaklığa bir
dakikadan az bir süre maruz kalır. Buna karşın çok pasolu kaynak halinde, bu süre üç
dakikanın üzerine çıkar ve dolayısıyla karbür çökelme tehlikesi kendini gösterir.
Karbür çökelmesinin oluşabilmesi için, çeliğin karbon içeriğinin belirli bir miktarın
Karbon içeriği (%) Kuluçka Periyodu
(dakika)
Kritik Sıcaklık (°C )
0,03 11 650
0,05 7 650
0,06 2,5 670
0,08 0,3 750

53. 36
üzerinde olması gerekir. Karbon içeriğini azalması, kuluçka periyodunu uzattığından
bu tehlike ortadan kalkacaktır. Bu bakımdan, kaynak ile birleştirilmesi gereken
östenitik paslanmaz çeliklerin, karbon içeriğin en çok %0,06, optimum %0,03
civarında olması gerekmektedir. Bu amaçla, östenitik paslanmaz çeliklerin özel
olarak üretilen bazı türlerinde (X2CrNi 19 11, X2CrNiMo 17 13 2), karbon miktarı
düşürülerek korozyon direncinin arttırılması amaçlanmıştır.
Taneler arası korozyonun oluşturulmasını önlemek amacı ile uygulanan bir başka
yöntem de çeliğin stabilizasyonu olarak adlandırılır. Bu durumda karbonun kroma
karışı olan ilgisinden daha yüksek bir ilgiye sahip bir elementin çeliğin bileşimine
katılması ile gerçekleştirilir. Bu şekilde çeliğin bileşimindeki karbon ile bu yeni
element karbür oluşturur ve dolayısıyla iç yapının bazı bölgelerinde ortaya çıkan
krom azalması olayı oluşmaz. Stabilizasyon için ilave edilen elementler titanyum,
niyobyum ve tantalyumdur. Bu elementlerin karbürleri, tane sınırları boyunca değil,
östenit taneler içerisinde, ince zerreler halinde dağılmış olduklarından, çeliğin
mekanik özelliklerinde de bir değişiklik oluşturmaz. Stabilizyonun gerçekleşebilmesi
için ilave edilen titanyum karbonun dört katı, niyobyumun sekiz - on katı,
tantalyumun onaltı katı olması gereklidir. Çeliklerde maliyet açısından titanyum,
elektrotlarda titanyumun arktaki fazla kaybından dolayı niyobyum tercih edilir[18].
2.4.4. Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler
Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler bakır, molibden, niyobyum, titanyum ve
alüminyum gibi alaşım elementleri içeren, bu elementlerin bir veya birkaçının etkisi
ile çökelme sertleşmesi gösteren Fe-Cr-Ni' li paslanmaz çelikler ailesinin bir
grubudur[6]. Bazı çökelme sertlesme paslanmaz çelik tiplerinin kimyasal bilesimleri
Çizelge 2.9’ da verilmektedir[11].
Çökelme sertleşmesi, prensip olarak alaşımı çözeltiye alma tavından sonra uygulanan
hızlı soğutmayı takip eden bir yaşlandırma işlemidir. Yukarıda belirtilen ve çeliğin
içinde bulunan alaşım elementleri, çözeltiye alma tavı sırasında çözünürler ve
yaşlandırma işlemi sırasında da çok küçük zerrecikler halinde çökelerek matrisin

54. 37
sertlik ve mukavemetini arttırırlar. Bu işlem sonucu çelik, martenzitik paslanmaz
çeliklerin mekanik özelliklerine ve AISI 304 (X5CrNi1810) türü östenitik paslanmaz
çeliğin korozyon direncine sahip olabilmektedir. Bu tür çeliklerin üretimde sahip
oldukları en önemli üstünlük, normalize durumlarında kolaylıkla işlenip
biçimlendirildikten sonra 480-600 °C' de bir ısıl işlem uygulanarak mekanik
özelliklerinin geliştirilmesidir. Mukavemetleri yaklaşık 1700 MPa' a kadar
çıkabilmekte ve böylece, martenzitik paslanmaz çeliklerin mukavemetlerinin
üzerindeki değerlere ulaşılabilmektedir.
Paslanmaz çeliklerin çökelme sertleşmesi prensipleri 1930' lu yıllarda bilinmesine
karşın, bu tür paslanmaz çelikler ile ilgili araştırmalar 2. Dünya Savaşı yıllarında
süregelmiş ve 'stainless W' olarak adlandırılan ilk ticari çökelme sertleşmeli
paslanmaz çeliğin üretimi 1946 yılından sonra başlamıştır.
Bu yıldan sonra birçok yeni çökelme sertleşmeli paslanmaz çelik geliştirilerek uçak,
uzay ve savunma endüstrilerinde uygulama alanı bulmuştur. Günümüzde üretilen
çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler, yüksek hızlı uçakların dış yüzeylerinde, füze
gövdelerinde, deniz taşıtlarında, yakıt tanklarında, uçakların iniş takımlarında,
pompalarda, millerde, somun, civata, kesici aletler ve kavramalarda yaygın bir
kullanım alanına sahiptir.
Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler, çözeltiye alma tavlamasından sonraki
işlemler sonucu çeliğin yapısal değişimine ve özelliklerine bağlı olarak üç türde
gruplanmaktadır. Bunlar:
• Martenzitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler,
• Yarı-östenitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler,
• Östenitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çeliklerdir[6].

55. 38
Çizelge 2.9. Bazı çökelme sertleşme paslanmaz çelik tiplerinin kimyasal
bileşimleri[11]
Sınıf % C % Mn % Si % Cr % Ni % Mo % Al % N
17-7 PH+ 0,07 0,50 0,30 17,0 7,1 1,2 0,04
PH-15-7
Mo+
0,07 0,50 0,30 15,2 7,1 2,2 1,2 0,04
PH-14-8
Mo+
0,04 0,02 0,02 15,1 8,2 2,2 2,2 0,005
AM-350s 0,10 0,75 0,35 16,5 2,75 2,75 0,10
AM-355s 0,13 0,85 0,35 15,5 2,75 2,75 0,12
Martenzitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler 1050-1080 °C sıcaklık
aralığındaki çözeltiye alma tavlaması sırasında tamamen östenitik yapıda olmalarına
karşın soğumada östenit martenzite dönüşerek tamamen martenzitik bir içyapıya
sahip olurlar. Martenzitik dönüşüm başlama sıcaklığı (Ms) 95-150 °C’ dir. Daha
sonra, bu çelikler 480-650 °C sıcaklık aralığında bir sıcaklığa ısıtılarak
yaşlandırılırlar.
Çeliğin içeriğinde bulunan molibden, titanyum, bakır, niyobyum ve alüminyum gibi
elementlerden birinin veya bir kaçının bu ısıl işlem sonucunda çok küçük zerrecikler
halinde çökelmesi ile sertlik ve mukavemette artış sağlanır.
Uygulanan ısıl işlemler sonucunda, çekme mukavemetlerindeki değişime bağlı
olarak martenzitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler iki gruba ayrılırlar.
Örneğin, 17-4 PH, 15-5 PH, Custom 450, stainless W gibi türler 1378 MPa' a varan
çekme mukavemetleri ile orta mukavemetli, PH 13-8 Mo ve custom 455, 1378 MPa'
dan daha fazla çekme mukavemetleri ile yüksek mukavemetli olarak
gruplandırılırlar.
Metalurjik olarak bu tür paslanmaz çeliklerde bileşimin dengelenmesi oldukça kritik
bir konudur. Bileşimde oluşabilecek küçük bir dalgalanma, çözeltiye alma
tavlamasında çok miktarda delta ferrit oluşumuna neden olabilir. Östenitin çok

56. 39
dengeli olması durumunda da, çözeltiye alma tavından sonra oda sıcaklığında çok
fazla miktarda östenit iç yapıda kalabilir. Bu iki olay, yaşlandırma sırasında tüm
sertleşmeyi önler, bu dengeyi karbon ve azot içeriği belirgin bir biçimde etkiler.
Örneğin, 17-4 PH ve stainless W gibi türler, martenzitik yapı içinde bir miktar ferrit
dizileri içerirler, 15-5 PH ve custom 450 gibi türler ise hızlı soğutma işleminden
sonra ferrit içermezler.
Yarı-östenitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çeliklerin yapıları metalurjik olarak
oldukça karışıktır. Çözeltiye alma tavı uygulanmış veya normalize hallerinde yapı
östenitiktir, ancak % 5-20 delta ferrit içerir. İzlenen uygun ısıl işlemler sonucunda da
ferrit dönüşmeden yapıda kalabilir. Martenzitik çökelme sertleşmeli türler ile
karşılaştırıldıklarında normalize hallerinde rahatlıkla soğuk şekil değiştirebilecek
derecede yumuşak ve sünektirler. Tavlama sıcaklığından itibaren oda sıcaklığına
hızlı soğutulduklarında östenitik içyapılarını koruduklarından soğuk biçimlendirme
işlemleri için uygun tokluk ve sünekliğe sahiptirler. Bu tür çeliklerin Ms sıcaklıkları,
bileşimlerine ve tavlama sıcaklıklarına bağlı olarak oda sıcaklığının oldukça altında
bir bölgede değişir. Sertlik ve mukavemetin artması için bu östenitik yapının
martenzitik yapıya dönüşmesi gerekmektedir. Bu amaç için, üç yöntem
uygulanabilir. Çelik, çökelme sertleşmesi ısıl işlemine tabi tutulmadan;
- 650-880 °C sıcaklık aralığına ısıtılıp karbürlerin ve diğer bileşiklerin çökelmesi
sağlanır. Östeniti kararlı hale getiren elementlerin çökelmeyle ayrışması sonucu,
çelik oda sıcaklığına soğutulduğunda östenit marienzite dönüşür.
- Çelik, -73 °C gibi Ms sıcaklığının çok altında bir sıcaklığa kadar soğutularak
dönüşüm sağlanır.
- Çeliğe, östenit martenzit dönüşümünü sağlayacak biçimde soğuk biçimlendirme
uygulanır.

57. 40
Martenzitik dönüşüm sağlandıktan sonra bu tür çeliklere 450-600°C arasında bir
yaşlandırma ısıl işlemi uygulanarak çökelme sertleşmesi gerçekleştirilir. Sonuçta
tokluk, süneklik, korozyon direnci ve sertlikte iyileşme sağlanır.
Yapıda çökelmelerin oluşması veya bir temperleme etkisinin görülmesi tamamen
çeliğin bileşimine bağlıdır. Yarı-östenitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çeliklerin
Ms sıcaklığı çözeltiye alma tavlaması ve bileşimlerinin etkisi altındadır. Örneğin;
AM 350 çeliği, 930 °C' nin altındaki sıcaklıklarda çözeltiye alma tavı uygulandığında
karbürlerin tam olarak çözeltiye geçmemesi sonucu Ms sıcaklığı oda sıcaklığının
üzerine çıkar. 930 °C' nin üzerinde olduğu zaman ise, Ms sıcaklığı da ani olarak
düşer. Uygulamada yüksek sıcaklıklarda delta ferrit oluşumu ortaya çıkacağından
1050 °C' yi geçilmemesi önerilir.
Östenitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler, tavlandıktan ve herhangi bir
yaşlandırma veya sertleştirme işleminden ve hatta soğuk biçimlendirmeden sonra
bile östenitik içyapıyı kararlı olarak tutacak şekilde alaşım elementi içerirler.
Çökelme sertleşmesini oluşturan faz, 1100-1300 °C sıcaklıklarında çözeltiye geçer
ve bu sıcaklıklardan itibaren de hızlı soğutma halinde bile östenitık yapı içinde
çözelti halinde kalır. Çözeltiye alma işlemini takiben 650-770 °C sıcaklık aralığında
uzun süreli bir yaşlandırma işleminde alüminyum, titanyum, fosfor gibi elementler
metallerarası bileşikler oluşturarak östenitik yapının sertlik ve mukavemetini
arttırırlar. Erişilen sertlik, martenzitik veya yarı-östenitik çökelme sertleşmeli
paslanmaz çeliklerde elde edilen değerlerden düşük olmasına karşın yapı manyetik
olmayan özelliğini korur.
Tüm östenitik çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler, genel olarak biçimlendirmede,
kaynak edilmelerinde ve ısıl işlemlerde östenitik iç yapılarını korurlar. Ancak
çökelme sertleşmesini gerçekleştirmek için katılan bazı alaşım elementleri kaynak
kabiliyetlerini önemli derecede etkiler[6].