304 Kalite Paslanmaz Çelik


ASTM 304 (Kalite 304) en büyük paslanmaz çelik başarı hikâyesidir. Tüm paslanmaz çelik üretiminin %50 ‘sini ve paslanmaz tüketiminin yaklaşık yarısını oluşturarak, hemen hemen tüm endüstriyel uygulamalarda kullanılır.
304 sadece her uygulamaya uyabilen bir paslanmaz çelik değildir; aynı zamanda 304 ‘ün niteliklerini anlamak, istenilen bir uygulamada paslanmaz çeliğin uygunluğunu tanımlamada pratik bir temel ve östenitik paslanmaz çelik grubunun malzemelerini karşılaştırmak için mükemmel bir temel sağlar. 304 ‘ün kullanımıyla ilgili tatmin edici bir tecrübeye ve derin çekme özellikleriyle ilgili bilgiye hepimiz sahibizdir. Çatal-bıçak takımlarınız, (18/10 ve 18/8 işaretlemelerine bakınız), düdüklü tencereleriniz, lavabolarınız ve hatta disketlerde kullanılan metalik kısım 304 paslanmaz çeliğindendir. 

Bileşenleri:
Kalite 304L (Lütfen Tablo-1 ‘e bakınız), kaynakla tutturulmuş parçalarda mümkün olabilecek korozyon hassasiyetini önlemek amacıyla arasıra kullanılan düşük karbonlu bir 304 ‘tür. Kalite 304H (Lütfen Tablo-1 ‘e bakınız), dayanımı artırır, (özelikle 500 ºC üzerindeki sıcaklıklarda) 304L ‘e göre daha yüksek bir karbon içerir. Hassas korozyon ihtimali olan uygulamalar için bu kalite kullanılmaz.

Tablo-1: 304 ‘ün Bileşenleri ve İlgili Kalite ‘ler

Standard Adı Kalite %C %Si %Mn %P %S %Cr %Ni
ASTM 304 304 0,08 1,00 2,00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5
304L 0,03 1,00 2,00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-12,0
304H 0,04-0,10 1,00 2,00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-12,0

Not-1: Aralık olarak verilmeyen % oranları maksimum oranları göstermektedir.
Not-2: Bu değerler ASTM A240 ‘da, plaka, saç ve rulo için tanımlanmış değerlerdir. Diğer bazı ürünler için tanımlama bu değerlerden biraz farklı olabilir.

304L ve 304H ‘ın her ikisi de plaka (yassı ürün) ve boru için uygundur, fakat 304H stok öncesi daha az bulunabilir. 304L ve 304H bazen standart 304 gibi stoklanır. (Test sertifikaları bunun “L” ‘mi “H” ‘mı olduğunu teyit eder)

Korozyon Dayanımı:
304 Kalite çok geniş bir alanda mükemmel bir korozyon dayanımına sahiptir. Birçok mimari inşaat uygulamalarında paslanma yapmaz. Ayrıca, birçok gıda üretimi ve prosesi yapılan çevrelerde, kolayca temizlenip, organik kimyasallara, çok geniş bir alanda inorganik kimyasallara ve renkli boya maddelerine karşı dayanıklıdır.
304 Kalite, orta sıcaklık da ki klorit ortamlarda, 50 ºC üzerindeki sıcaklıklarda çekme kuvvetinin uygulandığı stres korozyonu kırılması ve çekirdeklenme ve çatlama korozyonuna maruz kalır. Bunun yanında, kısa süreli aralıklarla ve temizliğin düzenli yapılıp, uygulandığı (örneğin tencerelerde ve bazı yat bağlantılarında) yerlerdeki ılık klorit ortamlarda başarıyla uygulanabilir.

Isı Dayanımı:
304 Kalite 870 ºC ‘de ki kısa süreli aralıklarla çalışıldığı ve 925 ºC ‘de ki sürekli çalışıldığı yerlerde iyi bir oksitlenme dayanımına sahiptir. 304 ‘ün 425 – 860 ºC aralığında, eğer takip eden uygulama oda sıcaklığındaki sulu ortamlardaki çalışma ise, tavsiye edilmez. Fakat bu sıcaklık aralığının üzerinde veya altında değişen ortamlarda bazen iyi performans gösterir. 304L kalitesi karbür çökelmesine karşı daha dayanımlıdır ve yukarıda bahsi geçen sıcaklık aralığında kullanılabilir. Yüksek sıcaklıkta malzeme dayanımının önemli olduğu yerlerde, yüksek karbon değerlerine ihtiyaç duyulur. Örneğin AS1210 basınç kapları kodu 304L ‘nin kullanım operasyon sıcaklığını 425 ºC ile sınırlar ve 304 kalitenin kullanımı, 550 ºC sıcaklığın üzeri için, karbon değeri %0,04 ve daha yüksek değerlere kısıtlanır.
304 Kalite sıvılaştırılmış gazların düşük sıcaklıklarda mükemmel bir tokluğa sahiptir ve bu sıcaklıklarda uygulaması da bulunur.

Fiziksel ve Mekanik Özellikleri:
Tablo-2: 304 Kalitenin ASTM A240m ‘de verilen Mekanik Özellikleri (Tavlanmış Olarak)
Çekme Mukavemeti Min. 515 MPa
%0,2 Akma Mukavemeti Min. 205 MPa
Uzama % Min. %40
Sertlik (Brinell) Maks. 201 HB
Sertlik (Rockwell) Maks. 92 HRB
Sertlik (Vickers) Maks. 210 HV

Not: Diğer standartlarda özellikler çok az farklı olarak verilmektedir.
Tablo-3: 304 Kalitenin Fiziksel Özellikleri (Tavlanmış malzemenin tipik özellikleri)

Yoğunluk 8.000 Kg/m3
Akma Modülü 193 GPa
Ortalama Termal Uzama Katsayısı 0 – 100 ºC 17,2 µm/m/ ºC
Ortalama Termal Uzama Katsayısı 0 – 315 ºC 17,8 µm/m/ ºC
Ortalama Termal Uzama Katsayısı 0 – 538 ºC 18,4 µm/m/ ºC
Termal İletkenlik 100 ºC ‘de 16,2 W/m.K
Termal İletkenlik 500 ºC ‘de 21,5 W/m.K
Spesifik Isı 0 – 100 ºC 500 J/kg.K
Elektrik İletkenliği 720 nOhms.m

Diğer östenitik kaliteler gibi, tavlanmış şekildeki 304 de neredeyse manyetik değildir. (çok düşük manyetik özellik). Fakat soğuk haddelendikten sonra, önemli ölçüde manyetik özelliğe sahip olabilir. (Tavlamayla tersine çevrilebilir)
Diğer östenitik çeliklerde olduğu gibi, 304 de ancak soğuk haddeleme ile sertleştirilebilir. 1.000 MPa ‘lı aşan kopma mukavemet değerlerine ulaşılabilir ve talep edilen miktar ürün şekline bağlı olarak da özel soğuk haddelenmiş, mukavemeti yüksek bir sipariş de verilebilir. (Bakınız ASTM A666 veya EN 10088-2)
Tavlama işlemi 304 kalitede uygulanan ana ısıl işlemdir. Bu 1.010 – 1.120 ºC ‘ye kadar ısıtıp, hızlı bir şekilde soğutmayla –genelde suya daldırma- gerçekleştirilir.

Üretilebilirlik:
304 Kalite mükemmel bir şekillendirilebilme özelliğine sahiptir. Isıl işlemle ara yumuşatma operasyonu yapmadan derin çekme işlerinde kullanılabilir. Bu özelliği derin çekmenin (sıvama halk dilinde) üretiminde kullanıldığı kaplar, tencereler gibi ürünlerin üretiminde, bu malzemenin tercih edilmesine neden olmaktadır. Kolayca kesilip, endüstriyel, mimari ve taşımacılık alanlarındaki diğer parça çeşitlerine şekillendirilip, kullanılabilir.
304 kalite kaynaklanabilirlik açısından da uygun olup tüm standart kaynak teknikleri kullanılabilir. (Oxyacetylene normalde kullanılmamasına rağmen) Kaynak sonrası uygun şekilde yapılmış temizleme tavsiye edilmesine rağmen, kaynak sonrası tavlama, 304 ‘ün korozyon dayanımını koruması açısından bazen gerekli değildir. 304L kaynak sonrası tavlama işlemi gerektirmez ve ağır ölçü üretimlerinde geniş yer bulur.
304 ‘ün işlenebilirliği birçok karbon çeliklerinden daha düşüktür. 304 gibi standart östenitik çelikler, yavaş hızlarda ve ağır beslemeyle, sert ve keskin uçlar ve soğutma sıvısı kullanarak kolayca işlenebilirler.

Fiyat Karşılaştırması:
Sadece “ilk Maliyet” fiyat karşılaştırması uygun olmamasına rağmen, Tablo-4 ‘deki kılavuz, yapı projeleri için saç malzemelerin standart haddeleme yüzeylerinde kullanılması önerilir. “Ömür Maliyeti” parametreleri, birçok uygulamalarda, belirgin bir şekilde paslanmazın çekiciliğini diğer “ilk maliyet” rakipleri karşısında artırır.

Tablo-4: “İlk Maliyet” Karşılaştırması
Malzeme Yaklaşık Fiyat ($/kg)
Cam 0,20
Hafif Çelik 1,00 – 1,50
Sıcak Daldırma Galvaniz Çelik 1,50 – 2,50
304 Paslanmaz Çelik 4,00 – 5,00
Alüminyum Alaşımları (Çekilmiş) 4,00 – 5,50
316 Paslanmaz Çelik 5,00 – 6,00
Bakır 8,00
Pirinç 8,50
Bronz 10,00

Uygun Formlar:
304 Kaliteleri, rulo, saç, plaka, şerit, tüp, boru, bağlantı elemanı, bar, açılı ürün, tel, döküm ve diğer şekillerde olmak üzere, aşağı yukarı tüm paslanmaz ürün formlarında elde etmek mümkündür. Ayrıca, 304’ ü paslanmaz çelik de üretilen,
standarttan özel yüzeylere kadar tüm yüzey kalitelerinde bulmak mümkündür.

Uygulamaları:
Deniz şartlarını, 50 – 60 ºC ‘yi aşan sıcaklık şartlarını ve klorit bulunan ortamları ve ağır kaynaklamaya ihtiyaç duyan durumları, çok işleme gerektiren, yüksek mukavemet veya sertlik veya soğuk haddelemeyle elde edilen çok yüksek mukavemetli şeritleri de içeren durumlar gibi belirgin bazı durumlarda ve uygulamalarda, 304 ‘e alternatif kaliteler değerlendirilmelidir.
Ancak mutfak takımı, mimari, gıda ve meşrubat prosesi, takım-teçhizat, ticari ve ev mutfak üretimi, kazanlar, kimya, petro-kimya, mineral işlemleri ve diğer endüstriler, 304 ‘ün tipik uygulama alanlarını oluşturur.
Bu geniş kullanım alanıyla 304 kalite modern endüstride temel bir malzeme olmuştur.

Tablo-5: Bazı Yaklaşık Eşdeğer Karşılıkları

İşlenmiş Ürün
Standard UNS ASTM İngiliz Alman İsveç Japon
Spesifikasyon S30400 304 BS 304S15
En 58E W. No 1.4301
DIN X5CrNi 18 9 SS 2332 JIS SUS 304
Döküm Parça Ürünler
Standard UNS ASTM BS3100 Alman AS2074
Spesifikasyon J92600 A743 CF-8 304C15 STD No. 4308
DIN G-X6CrNi 18 9 H5A