PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK METALURJİSİ Demir esaslı alaşımlar içerisine paslanmazlık özelliğini sağlamak amacıyla krom elementi ilave edilir. İçerisinde kütlesel olarak minimum % 10,5 krom elementi bulunan demir esaslı alaşımlara paslanmaz çelik adı verilir. Bu çeliklerin sahip oldukları paslanmazlık özelliklerinden dolayı gıda, kimya, enerji endüstrilerinde ve yüksek sıcaklık ortamlarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Kimyasal çözeltilere dayanıklı olmaları nedeniyle, kimyasalların depolanmasında da tercih edilen malzemelerdirler.
Paslanmaz çeliklerin ana ilave elementi kromdur. Kromun oksijene karşı aşırı ilgisinden dolayı, paslanmaz çeliğin yüzeyinde çok ince (< 100 nm) ve çok yoğun bir kromoksit (Cr2O3) filminin meydana gelmesine sebep olur. Bu kromoksit filmi çok kararlı olup, çeliği korozyona karşı korur. Şekil 1 de krom oksit filmi şematik olarak gösterilmektedir. Bu ince oksit filmi oldukça hızlı bir şekilde, çelik yüzeyinde oluşur. Kromoksit film tabakası, çelik yüzeyinden uzaklaştırılırsa, çelik paslanmazlık özelliğini kaybetmeye başlar. Eğer paslanmaz çeliğin yüzeyini çizersek, bu film tabakasını zedelemiş oluruz. Fakat çizilen yerde, tekrar çok hızlı bir şekilde kromoksit filmi meydana gelir. Yüzeyde oluşan ince Cr2O3 filmipaslanmaz çelik Yüzeyde oluşan ince Cr 2 O 3 filmi Paslanmaz çelik Şekil 1. Paslanmaz çeliğin yüzeyini korozyona karşı koruyun ince filmin şematik görünümü
Paslanmaz çeliklerin korozyon dayanımından başka, farklı endüstri alanlarında kullanımını sağlayan diğer mekanik özelliklere de sahiptirler. Özellikle paslanmaz çeliklerin sıfırın altındaki düşük sıcaklıklardaki, tokluk özellikleri de oldukça iyidir. Bu nedenle, sıfırın altında düşük sıcaklıklarda sıvı tabii gaz içeren depolama tanklarının imalatında tercih edilen çelik türleridir. Paslanmaz çeliklerin özelliklerini daha iyi kavrayabilmek için, içerdiği en önemli iki alaşım elementi olan, krom ve nikel elementlerinin rolünü bilmek oldukça yaralı olacaktır.
Şekil 3. Demir-krom faz diyagramı Şekil 2. Kromun hacim merkezli kübik kafes yapısı
Şekil 2 de gösterildiği gibi, krom elementi hacim merkezli kübik (HMK) yapıya sahiptir. Krom, demir içerisinde çözünürse, demirin kristal yapısını (ferriti) kararlı hale getirir. Şekil 3 te demir-krom denge diyagramı gösterilmektedir. Denge diyagramında üst kısmında görüleceği gibi, yüzey merkezli kristal yapısına sahip östenitik (γ-gama fazı) faz bölgesi oluşur. Bu küçük bölgede maksimum %14 krom çözünebilir. Kütlesel olarak % 14 den daha fazla krom içeren demir-krom alaşımları, ferrit (α-alfa fazı) fazı içerir. Ayrıca denge diyagramında 800 C altında meydana gelen kararlı bir sigma (σ) fazı görülmektedir. Bu faz, %30-60 arasında krom içeren bölgede oluşmaktadır. Sigma fazı, uzun süre ısıtmadan sonra meydana gelir.
Demir-krom faz diyagramında, paslanmaz çeliklere ilave edilen diğer alaşım elementlerinin etkileri görülememektedir. İlave alaşım elementlerinin varlığı durumunda, faz diyagramının şekli değişecektir. Bazı elementler, özellikle östenitik bölgesinin büyümesine veya küçülmesine sebep olur. Örneğin, karbon ve mangan miktarına bağlı olarak, östenit bölgesi ileriye doğru ötelenir. Silisyum ise, bu östenit bölgesini küçültür ve ferrit fazı oluşumuna sebep olur.
Nikelin Etkisi Nikel, yüzey merkezli kübik (YMK) yapıya sahip olup (Şekil 5), demir içerisinde çözündüğü zaman YMK östenitik yapıyı kararlı hale getirir. Saf demir, 910 C üzerinde sıcaklıklarda kararlı bir haldedir. Demir içerisinde nikel miktarının artması, düşük sıcaklıklarda bile östeniti kararlı hale getirir. Şekil 6 de gösterilen demir-nikel denge diyagramında nikel miktarının artması ile meydana gelen çıkıntı görülmektedir. Denge diyagramından da görüleceği gibi, çok yüksek nikel miktarlarında östenit yapısı oda sıcaklığında bile kararlı halde bulunmaktadır. Fakat yüksek nikel içeren demir-nikel alaşımları, pratikte kullanılmayan bir alaşım sistemidir. Nikel ilavesi %28 in üzerindeki demir-nikel alaşımları, oda sıcaklığında östenitik yapıya sahiptir. Demir-nikel alaşımına krom elementi ilave edilirse, düşük nikel ilavelerinde oda sıcaklıklarında bile yapı östenitik halde kalır. Örneğin, %18 krom içeren paslanmaz çeliğin yapısı östenitiktir ve sadece %8 nikel içerir.
Paslanmaz Çelik Türleri Paslanmaz çeliklerin temel alaşım elementleri krom ve nikeldir. Krom, ferrit oluşumunda etkili olup, nikel ise östenit oluşumunda etkilidir. Bu temel elementler ve diğer katkı elementlerin belirli oranlarda ilavesi ile elde edilen paslanmaz çelikler, beş farklı grup altında toplanmaktadırlar: Östenitik paslanmaz çelikler Ferritik paslanmaz çelikler Martenzitik paslanmaz çelikler Östenitik-ferritik (çift fazlı, dublex) paslanmaz çelikler Çökelme ile sertleşebilen paslanmaz çelikler
Şekil 7
Östenitik Paslanmaz çelikler Östenitik paslanmaz çelikler, %16-26 arasında krom, %3-22 arasında nikel içerirler. Paslanmaz çelikler içerisinde en yaygın olarak kullanılan çelikler, östenitik paslanmaz çeliklerdir. Bu çelikler uçak parçaları, gıda taşıma malzemeleri, mutfak eşyaları, fırın parçaları, çalgı aleti yapımı, makine parçaları ve uçak ısıtıcıları gibi pek çok endüstriyel imalatlarda kullanılmaktadırlar. Östenitik paslanmaz çelikler, Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü (AISI) tarafından AISI 200 (201, 202, 205 ve 216) ve AISI 300 (301, 302, 302B, 303 3003Se, 304, 304L gibi) serileri şeklinde sınıflandırılmışlardır. TS EN 10028-7 ye göre ise, X2CrNiN18-7 şeklindeki kısa gösterim tarzı kullanılmıştır.
Östenitik paslanmaz çeliklerin kullanılmasını yaygınlaştıran en önemli özellikleri şunlardır: 1- Oda sıcaklığında östenitik mikroyapısına sahiptirler. Oda sıcaklığının altındaki sıcaklık derecelerinde bile bu östenit faz dönüşmeden kalabilir. 2- Bu çeliklerde, soğuma sırasında östenitik-ferritik dönüşümü olmadığından, su vererek serleştirilemezler. 3- Bu çelikler, mıknatıslanma özelliğine sahip değillerdir. 4-540 C ye kadarki yüksek sıcaklıklara kadar, korozyona karşı dayanım özelliklerini kaybetmezler. Dolayısıyla yüksek sıcaklıklarda korozyon problemi yaşamadan kullanılabilirler. 5-200 serisi östenitik paslanmaz çeliklere, mukavemet artışını sağlamak için, belirli oranlarda mangan, nikel ve azot ilave edilmiştir.
6-300 serisi içerisinde yer alan ve genelde 18-8 paslanmaz çelik olarak bilinen bu çelikler, %18 Cr ve %8 Ni içerirler. 303 paslanmaz çelik içerisine kükürt ve fosfor ilave edilerek, kolay talaş kaldırabilme özelliği elde edilir. 303 türü çelik, dişli makine parçaları, miller ve valflerin imalatı için uygun paslanmaz çeliktir. 303Se tipi paslanmaz çeliğin içerisine selenyum ilave edilerek, onun da talaş kaldırma kabiliyeti arttırılmıştır. Bu çelik tipi de hafif kesici takımların imalatında kullanılır. 303 ve 303Se östenitik paslanmaz çelikler, kaynak edilemeyen çelikler olarak bilinirler. 7-304 tipi paslanmaz çelik ile 304L paslanmaz çelik arasındaki en önemli fark, içerdikleri karbon miktarıdır. L harfi, çeliğin düşük seviyede karbon içerdiğini gösterir. 304 tipi paslanmaz çelik % 0.08 C içermesine karşı, 304L tipi ise %0.03 C içerir. Kimya, gıda endüstrisinde ve çalgı aleti imalatında kullanılır. Kaynak kabiliyeti oldukça iyi olan çeliklerdir. 8-316 ve 316L tiplerine ilave alaşım elementi olarak molibden katılmıştır. Böylece yüksek sıcaklıklarda kullanıldığında yüksek mukavemet değerlerine ve yüksek korozyon direncine sahip olan paslanmaz çelik türü elde edilmiştir. Kaynaklı konstrüksiyonlarda yaygın olarak kullanılırlar. 302 ve 304 tipi paslanmaz çeliklerden daha yüksek korozyon direncine sahiptirler.
9-321 tipi çelik, içerdiği titanyum elementi sebebiyle, kaynak esnasında oluşan krom karbür çökelmesi riskini önler. 425-870 C sıcaklıklardaki yoğun korozif ortamlarda kullanılır. Özellikle kazan zırhı yapımında ve uçak egzost manifostlarının imalatında kullanılır. 10-347 tipi çeliklere, kaynak işlemi esnasında kararlılığı sağlamak amacıyla niobyum elementi ilave edilir.
Ferritik Paslanmaz çelikler Ferritik paslanmaz çelikler, % 10.5 30 arasında krom, % 0.01 0.25 arasında karbon içerirler. Ferrit oluşturucu elementler olan Al, Ti, Nb ve Mo alaşım elementleri de az miktarda ilave edilir.ferritik paslanmaz çelikler az miktarda veya hiç nikel içermedikleri için, östenitik paslanmaz çeliklerinden daha ucuzdurlar. Bu çelikler dekoratif amaçlı olarak iç ve dış mimari yapılarda, mutfak tezgahlarının imalinde, gıda endüstrisinde depolama tanklarının imalinde, otomotiv endüstrisinde ve çamaşır makine kazanlarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü (AISI) tarafından AISI 400 serisi olarak adlandırılmışlardır. TS EN 10028-7 standardında ise X2CrNi12, X3CrTi12 gibi sembollerle ifade edilmişlerdir. Çizelge 3 de AISI standardında gösterilen ve Çizelge 4 de de TS EN 10028-7 standardında gösterilen ferritik paslanmaz çeliklerin kimyasal içerikleri ve kısa sembolleri verilmiştir.
Ferritik paslanmaz çeliklerin genel özelliklerini şu şekilde özetleyebiliriz: 1- Manyetik özelliğe sahiptirler. Yani mıknatıslanırlar. Östenitik paslanmaz çeliklerden bu özelliği sayesinde kolayca ayırt edilebilirler. 2- Bu çeliklerin içyapıları, ferrit ve karbürlerden oluşur. Östenitik-ferritik dönüşüm özellikleri olmadıkları için, su verme yolu ile sertleştirilemezler. 3- Kolayca sıcak veya soğuk şekillendirilebilmeleri sayesinde, levha ve sac haline getirilebilirler. 4- Uygulanan tavlama ısıl işlemi sayesinde, ferritik paslanmaz çeliklerin, akma, çekme mukavemetleri ve tokluk özellikleri iyileştirilir. Tavlama işlemi 700 930 C arasındaki sıcaklıklarda uygulanır. Çizelge 5 de ferritik paslanmaz çeliklere uygulanan tavlama ısıl işlemi şartları verilmektedir.
4- Talaşlı şekillendirme kabiliyetleri ve korozyn dirençleri, martenzitik paslanmaz çeliklerden daha iyidir. 5- Bu çelikler parlak ve dekoratif bir görünüme sahip oldukları için, mimari işlerde yaygın olarak kullanılırlar. 6- Bu çelikler, klorlü ortamların meydana getirdiği gerilmeli korozyon çatlamalarına karşı yüksek dirence sahiptirler. Bu nedenle otomotiv sektöründe yaygın kullanılan ekzost borusu imalatında kullanılırlar. 7- Ferritik paslanmaz çeliklerin özelliklerini iyileştirmek amacıyla, düşük oranda arayer atomu (azot, karbon) içeren türleri geliştirilmiştir. Bu arayer atomlarının meydana getirdiği güçlü karbürler sayesinde, paslanmaz çeliğin korozyon direnci, tokluğu, kaynak kabiliyeti ve
Martenzitik Paslanmaz Çelikler Martenzitik paslanmaz çelikler, % 11.5 30.5 arasında krom, % 0.06 0.20 arasında karbon içerirler. Çok az miktarda da bazı martenzitik paslanmaz çeliklere Nb, Al, Mo, W, V ve Se alaşım elementleri ilave edilir. Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü (AISI) tarafından AISI 400 serisi (403, 410, 410Nb, 410S, 414, 414L, 416, 416Se, 422, 420, 431, 440A, 440B, 440C) olarak adlandırılmışlardır. TS EN 10028-7 standardında ise, X3CrNiMo13-4 ve X4CrNiMo16-5- 1 olmak üzere iki tane martenzitik paslanmaz çelik türü verilmiştir. Gerek AISI gerekse TS standartlarında verilen bu çeliklerin kimyasal içerikleri Çizelge 6 ve Çizelge 7 de verilmektedir. Martenzitik paslanmaz çeliklerin sahip oldukları yüksek korozyon kabiliyeti ve yüksek aşınma dirençleri nedeniyle hidrolik kapı imalatında, kesici takımların üretiminde, buhar türbinlerinde, cerrahi aletlerde ve bıçak imalatında yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Martenzitik paslanmaz çelikler, ısıl işlem uygulanarak elde edilirler. Sakin havada bile sertleşebilme kabiliyetine sahiptirler. Bu paslanmaz çeliklerde martenzitik yapı elde etmek için uygulanan ısıl işlem aşamaları Şekil 9 da gösterilmektedir. Çelik önce 950 C ye kadar ısıtılır ve yapı tamamen östenitik hale getirilir. Daha sonra yağda, havada veya suda sertleştirilerek, yapı martezite dönüştürülür. Martenzitik yapı sert ve kırılgandır. Bu nedenle yapıyı iyileştirmek amacıyla, temperleme işlemine tabi tutulur. Temperleme işleminde malzeme, 560-650 C arasındaki sıcaklıklarda ısıtılır ve sakin havada soğutulur.
Martenzitik paslanmaz çeliklerin genel özelliklerini şu şekilde özetleyebiliriz: Martenzitik paslanmaz çelikler, magnetiktirler. Yani mıknatıslanırlar. Östenitik paslanmaz çeliklerden bu özelliği sayesinde ayırt edilebilirler. Sıcak şekillendirilerek levha haline getirilebilirler. Az karbonlu martenzitik paslanmaz çelikler, talaş kaldırılarak işlenebilirler. Selenyum veya kükürt ilavesi sayesinde, çeliğin işlenebilme kabiliyeti arttırılır. Korozyon dirençleri oldukça iyidir. Korozyon direnci krom ilavesi ile gerçekleştirilir. Örneğin, 431 tipi çelik. Uçaklardaki bağlantı aparatlarında, ısıtıcı çubuklar, somunlar ve kağıt makinesi parçalarında kullanılırlar.
Aşınma dirençleri de oldukça iyidir. Özellikle karbon içeriği fazla olan (%0.60-1.20 arasında değişen) 440A, 440B ve 440C tipi çeliklerin aşınma dirençleri oldukça yüksektir. Bu nedenle bilya ve yatakların imalatında, kesici bıçak ve vana parçalarının üretiminde kullanılırlar. Martenzitik paslanmaz çelikler, 815 C ye kadar paslanmazlık özelliğini kaybetmezler. Fakat uzun süre bu sıcaklık seviyesinde kullanılırlarsa, hafif bir korozyon başlangıcı meydana gelir. Bu nedenle endüstriyel uygulamalarda 700 C nin üzerindeki sıcaklıklarda sürekli kullanılmazlar.
Östenitik-Ferritik (Çift Fazlı, Dublex) Paslanmaz Çelikler Adından da anlaşılacağı üzere, östenitik-ferritik paslanmaz çelikler, östenit ve ferrit fazlarını içeren bir mikroyapıya sahiptirler. Bu çeliklere, çift fazlı (dublex) paslanmaz çelik adı da verilir. Bu çelikler, östenit ve ferrit fazlarının çeliğe sağladığı korozyon direnci ve yüksek mekanik özelliklerin bir arada bulundurur. Yani daha yüksek akma dayanımına sahip olmaları ve gerilmeli korozyon çatlamalarına karşı yüksek direnç sahibi olmaları sebebiyle, ferritik ve östenitik paslanmaz çeliklerden daha üstün korozyon ve mekanik özelliklere sahiptirler.
Östenitik-ferritik paslanmaz çelikler, %21-26 arasında krom, %3,5-8 arasında nikel %1-5 arasında molibden ve %0.03-0.08 arasında karbon içerirler. Alaşım elementi olarak, çok az miktarlarda Ti, Cu ve W ilave edilir. ASTM standartlarında bu paslanmaz çelikler, 2205, 2304, 255, 2507, 329, CD- 4MCu ve NU744LN şeklindeki sembollerle ifade edilmişlerdir. TS EN 10028-7 standardında ise, standart kalite için X2CrNiN23-4, X2CrNiMoN22-5-3, özel kalite için X2CrNiMoCuN25-6-3, X2CrNiMoN25-7-4 ve X2CrNiMoCuWN25-7-4 şeklindeki sembollerle ifade edilmişlerdir. Çizelge 11 de ASTM standartlarında verilen ve Çizelge 12 de TS EN standardında belirtilen östenitik-ferritik paslanmaz çeliklerin kimyasal içerikleri verilmektedir. Östenitik-ferritik paslanmaz çelikler, petrol ve doğal gaz üretiminin yapıldığı yüksek korozif ortamlarında ve kimya
Çökelme ile Sertleşebilen Paslanmaz Çelikler Çökelme ile sertleşebilen paslanmaz çeliklere, çökelme sertleştirmesi uygulanarak, ana matriks içerisinde küçük partiküllerin çökelmesi sağlanır ve mukavemet değerleri yükseltilmiş olunur. Bu çeliklerin mikroyapıları dikkate alınarak martenzitik, yarı östenitik ve östenitik olmak üzere üç grupta incelenirler. Çökelme işleminde en etkin rol alan elementler alüminyum, bakır ve niyobyumdur. ASTM standartlarında 17-4 PH, 15-5 PH, PH13-8Mo, 17-7PH, PH15-7 Mo ve AM350 şeklindeki sembollerle gösterilir. Bu çeliklerin ASTM standartlarında gösterilen türleri ve kimyasal içerikleri Çizelge 15 de verilmiştir. Çökelme ile sertleşebilen paslanmaz çelikler önce sertleştirilirler, daha sonra ise çökeltme sertleştirme ısıl işlemi uygulanarak mukavemet değerleri yükseltilir.
Çökelme ile sertleşebilen 17-4 PH ve 15-5 PH martenzitik paslanmaz çeliklerin elde edilmesinde uygulanan ısıl işlem şartları şu şekildedir: 17-4 PH paslanmaz çelik: Önce östenitik sıcaklık değeri olan 1040 C ye kadar çıkartılır, sonra yağ veya havada hızlı soğutularak sertleştirilir. Daha sonra çökelme ısıl işlemi uygulanır. Çökelme ısıl işlemi iki şekilde uygulanabilir: (1) 480 C de 1 saat bekletilir ve yavaşça soğutulur, (2) 500-620 C de 4 saat bekletilir ve yavaşça soğutulur. 15-5 PH paslanmaz çelik: Önce östenitik sıcaklık değeri olan 1040 C ye kadar çıkartılır, sonra suda hızlı soğutularak sertleştirilir. Daha sonra çökelme ısıl işlemi uygulanır. Çökelme ısıl işlemi iki şekilde uygulanabilir: (1) 480 C de 1 saat bekletilir ve yavaşça soğutulur, (2) 500-620 C de 4 saat bekletilir ve yavaşça soğutulur.
Çökelme ile sertleşebilen yarı östenitik paslanmaz çelikler, östenitik sıcaklık seviyesinde oda sıcaklığına soğutulduklarında, martenzitik yapı meydana gelmez. Çünkü martenzitik dönüşüm sıcaklığı, oda sıcaklığının altındadır. Bu nedenle önce çeliğin martenzitik dönüşüm sıcaklığının yükseltilebilmesi için bir ısıl işlem uygulanır. 732-954 C sıcaklıklar arasında uygulanan bu ısıl işlem sayesinde, karbon ve diğer alaşım elementlerinin karbür ve metaller arası bileşikler şeklinde çökelmesi sağlanır. Böylece alaşım elementleri çözeltiden ayrılarak östeniti kararsız yaparak, martenzitik dönüşüm sıcaklığının yükselmesi sağlanacaktır. Daha sonra 510-600 C sıcaklık arasında 1 saat bekletip, yavaş soğutulduğunda, çökelme sertleştirme işlemi tamamlanmış olur. Bu sayede çeliğin tokluğu, sertlik ve korozyon dayanımı arttırılmış olunur. Çökelme ile sertleşebilen yarı östenitik paslanmaz çeliklere, 17-7 PH, PH 15-7 Mo ve AM350 tipleri örnek olarak verilebilir.
Çökelme ile sertleşebilen östenitik paslanmaz çelikler, 982-1121 C sıcaklıkları arasında çözeltiye alama ısıl işlemi uygulanır. Sonra çelik bu sıcaklıktan 704-732 C ye kadar yağda veya suda hızlı soğutulur. Ulaşılan bu sıcaklık seviyesinde 24 saat bekletilerek, çeliğe çökelme sertleştirmesi uygulanır. Böylece çeliğin sertleştirilmesi işlemi tamamlanır. Bu tip çeliklere, A286 ve 17-10 P tipi çelikler örnek olarak verilebilir.
Paslanmaz Çeliklerin Fiziksel Özellikleri Paslanmaz çeliklerin kaynak kabiliyetini iyi değerlendirebilmek için, fiziksek özellikleri hakkında da bilgi sahibi olmak gerekir. Bu bölümde paslanmaz çeliklerin fiziksel özelliklerinden ısıl genleşme, ısı iletme ve elektrik iletme dirençleri hakkında bilgi verilecektir.
Şekil 16 da paslanmaz çelik ile karbonlu çelik arasında, sıcaklığa bağlı olarak ısı iletkenlik katsayısının nasıl değiştiği gösterilmektedir. Karbonlu çelikte sıcaklık arttıkça ısı iletkenlik katsayısı düşerken, paslanmaz çeliklerde tam aksine artmaktadır. Isı iletkenlik katsayısının düşük olması demek, kaynak esnasında ısının daha dar bir bölge içerisinde kalması demektir. Bu durum paslanmaz çeliklerde daha dar bir ITAB bölgesinin oluşmasına neden olacağı gibi, daha yavaş soğumasını da sağlar.
Şekil 15 de TIG kaynak yöntemi ile eşit ısı girdisi kullanılarak yapılan bir paslanmaz çelik ve karbonlu çelik kaynak dikişlerinin büyüklükleri karşılaştırılmaktadır. Dikkat edilirse, paslanmaz çelik kaynak dikişi daha geniş ve nüfuziyeti daha fazladır. 304 östenitik paslanmaz çelik ile karbonlu çeliğin ısı iletkenlik katsayıları, sıcaklığa bağlı olarak da değişir.
Isıl genleşme katsayısı: Yüksek miktarda krom içeren paslanmaz çeliklerin ısıl genleşme katsayısı, karbonlu çeliklerle hemen hemen eşittir. Fakat östenitik paslanmaz çeliklerin ısıl genleşme katsayısı, karbonlu çeliklerin yaklaşık 1.5 katı yani %50 daha fazladır. Bu nedenle östenitik paslanmaz çeliklerin, kaynak esnasındaki çarpılma riski daha yüksektir. Şekil 12 de karbonlu çelik ile paslanmaz çeliklerin ısıl genleşme katsayı değerleri karşılaştırılmaktadır.
Elektrik iletme direnci: Paslanmaz çeliklerin elektrik iletme direnci, alaşımsız karbonlu çeliklerin 4-7 katı kadardır. Bu nedenle paslanmaz çelik örtülü elektrotlar, geleneksel örtülü elektrotlardan daha çabuk kızarırlar. Diğer elektrotlardan daha kısa boyda imal edilirler. Karbonlu çelikler için kullanılan elektrotlardan daha düşük akım şiddetlerinde (%25 daha düşük) kullanılması tavsiye edilir. Düşük elektrik iletme direnci, paslanmaz çeliklerin direnç kaynağını kolaylaştırır. Şekil 13 de, paslanmaz çelikler ile karbonlu çeliğin elektrik iletme direnci değerleri karşılaştırılmıştır.
Ergime derecesi: Paslanmaz çeliklerin ergime derecesi, karbonlu çeliklerden daha düşüktür. Kaynak esnasında paslanmaz çelikler, karbonlu çeliklere göre daha çabuk ergiyecektir. Ayrıca Gazaltı kaynağında aynı akım şiddeti için tel besleme oranı daha fazladır. Buda kaynak hızının daha yüksek olması demektir. Şekil 17 de MIG kaynak yöntemi ile birleştirilen karbonlu çelik ile östenitik paslanmaz çeliğin tel besleme hızının, akım şiddetine göre nasıl değiştiği gösterilmektedir.
Paslanmaz Çeliklerin Mekanik Özellikleri Östenitik ve ferritik paslanmaz çeliklerin tavlanmış durumdaki çekme ve akma dayanımları, yüzde uzama, yüzde kesit daralması ve Rockwell sertlik değerlerine ait mekanik özellikler Çizelge 6 ve 7 de verilmiştir. Östenitik paslanmaz çeliklerin çekme mukavemetleri ve yüzde uzama miktarları, ferritik paslanmaz çeliklerinkinden daha yüksektir. Fakat östenitik paslanmaz çeliklerin akma mukavemetleri azda olsa, ferritik paslanmaz çeliklerinden daha düşüktür. Yüzde kesit daralması ve sertlik değerleri ise, her iki paslanmaz çelik türlerinde birbirine yakındır.
Çekme Mukavemeti: Östenitik paslanmaz çeliklerin çekme deneyi sonucu elde edilen gerilim-gerinme eğrisi, karbonlu çeliklerden biraz farkıdır. Şekil 11 de, 304 östenitik paslanmaz çelik ile % 0.2 C içeren bir çeliğin gerilme-gerinim eğrileri karşılaştırılmaktadır. Paslanmaz çeliktlerin plastik deformasyon bölgesindeki pekleşme üssü daha büyüktür. Gerilim, çekme gerilmesi noktasına kadar sürekli artarak çıkmaktadır.
Tokluk: Östenitik paslanmaz çeliklerin en önemli özelliği, yüksek tokluk değerine sahip olmalarıdır. YMK kafes yapısına sahip östenitik yapının sertliği, düşük sıcaklıklarda HMK kafes yapısına sahip olan karbonlu çeliklerden daha düşüktür. Östenitik paslanmaz çelikerin tokluğu, çok düşük sıcaklıklarda bile oldukça iyidir. Şekil 12 de paslanmaz çelik ile karbonlu çeliğin çentik darbe enerji değerleri karşılaştırılmaktadır. Diyagramda görüleceği gibi, 304 östenitik paslanmaz çeliğin sünek-gevrek geçiş sıcaklığı, sıfırın altındaki düşük sıcaklıklar içerisinde yer alır. Oysa karbonlu çeliğin sünek gevrek geçiş sıcaklığı 0 C cıvarında yer alır.
Sürünme direnci: Paslanmaz çeliklerin yüksek sıcaklıklardaki sürünme direnci de oldukça yüksektir. Şekil 13 de karbonlu çelik ile paslanmaz çeliğin sıcaklığa bağlı olarak sürünme direncinin nasıl değiştiği gösterilmektedir. Östenitik paslanmaz çeliklerin sahip olduğu bu yüksek sürünme direnci sayesinde, yüksek basınçlı buhar borusu imalatında, kimyasal madde depolama tanklarında ve diğer yüksek sıcaklık uygulamalarında tercih edilirler. Şekil 14 te 650 C de elde edilen 304 tipi bir çeliğe ait sürünme kopma eğrisi gösterilmektedir. Bu eğri sayesinde, yüksek sıcaklıklarda kullanılan 304 paslanmaz çeliğin belirli gerilmeler altındaki ömrünü tahmin etmek mümkün olmaktadır. Örneğin, 125 MPa gerilim altında 650 C de çalışan bir 304 paslanmaz çelik, sürünme nedeniyle 10000 saat sonra hasara uğrayacaktır.