Pas, tüm demir yapıların en sinsi düşmanıdır. Görünmez ama kararlı bir şekilde, hem havada hem de suda, sağlam yapıları kırılgan kalıntılara dönüştürerek onları yok eder. Demirin geliştirilmiş bir alaşımı olan çeliğin pasa karşı daha dayanıklı olması beklenirken, o da pastan yeterince korunamaz. Günlük hayatımızda korozyonun sonuçlarıyla sık sık karşılaşırız: pas arabaları bozar, ev aletlerine zarar verir ve binaların bütünlüğünü tehdit eder. Ancak bir istisna var — paslanmaz çelik. Adından da anlaşılacağı gibi, bu malzeme paslanmaya karşı dirençlidir. Peki bu malzemeyi bu kadar benzersiz kılan nedir? Gelin paslanmaz çeliğin dayanıklılık sırrını inceleyelim.
Pas Neden Oluşur?
Basitçe ifade etmek gerekirse, pas, demirin oksijen ve nemle reaksiyona girmesi sonucu metal yapılarda ve makinelerde ortaya çıkar. Metal uzun süre su ve havayla temas ettiğinde, oksijen metalin yapısına nüfuz eder ve onu içeriden yavaşça aşındırmaya başlar.
All The Science’a göre, bu durum oksijenin metal parçalarını yiyip yüzeyinde paslı bir tabaka oluşturmasına benzer. Deniz suyu gibi tuzlu ortamlarda süreç daha da hızlı ilerler. Su, metalin en küçük çatlaklarına bile sızarak bozulmayı hızlandırır. İnce metaller daha hızlı paslanır ve tamamen parçalanabilir.
Pas, çok büyük yapıları bile yok edebilir. Örneğin, 1912’deki talihsiz kazadan bu yana Atlantik Okyanusu’nun dibinde yatan ünlü “Titanik”i neredeyse tamamen yok etmiştir.
Hangi Metal Paslanmaz?
Halk arasında genellikle sadece “paslanmaz” olarak bilinen paslanmaz çelik, korozyona dayanıklı bir alaşımdır. Krom, nikel, karbon, azot ve diğer birçok bileşeni içerebilen farklı paslanmaz çelik türleri vardır.
Live Science’a göre, paslanmaz çelik özel bileşimi sayesinde pasa karşı dayanıklı kalır. Neredeyse tamamen demirden oluşan (%99 civarında) ve sadece birkaç katkı maddesi içeren normal çeliğin aksine, paslanmaz çelik her zaman önemli bir element içerir — krom. Çeliği oksidasyondan koruyan işte bu elementtir. Normal çelikte demir, oksijen ile aktif bir şekilde tepkimeye girerek metali aşındıran pası oluşturur. Paslanmaz çelikte ise krom, yüzeyde oksijenin demire nüfuz etmesini engelleyen koruyucu bir tabaka oluşturur.
Gözle görülemeyen, sadece birkaç nanometre kalınlığındaki bu koruyucu tabaka görevini güvenilir bir şekilde yerine getirir. Bu kaplama hasar görse bile kendini yenileyebilir. Krom inert olduğu, yani çevresiyle tepkimeye girmediği için su, oksijen ve diğer maddeler ona zarar veremez. Bu özellik, paslanmaz çeliği hijyen ve temizliğin önemli olduğu tıp ve mutfak gibi alanlarda kullanım için ideal kılar.
Adalet adına belirtmek gerekir ki, belirli koşullar altında paslanmaz çelik bile paslanabilir. Örneğin, tuzlu suda veya kaynak teknikleri yanlış uygulandığında korozyona uğrayabilir.
Paslanmaz Çeliği Kim İcat Etti?
Paslanmaz çeliğin hikayesi 1912’de, İngiliz metalürjist Harry Brearley’nin silah namluları için korozyona dayanıklı bir alaşım yaratmaya çalışmasıyla başladı. Brearley, birkaç ay boyunca demir, karbon, krom ve nikelin çeşitli kombinasyonlarıyla deneyler yaptı.
Oluşturduğu alaşımların hiçbiri namlular için uygun olmasa da, Brearley arka bahçeye attığı bir malzemenin haftalar boyunca dışarıda kalmasına rağmen paslanmadığını fark etti. Bu keşiften ilham alan Brearley, deneylerini sürdürdü ve 1915’te bugün paslanmaz çelik olarak bildiğimiz yeni malzemeyi dünyaya tanıttı.
O zamandan beri paslanmaz çelik son derece popüler hale geldi ve şu anda dünya çapında yıllık olarak kullanılan tüm çeliğin yaklaşık %4’ünü oluşturuyor. Popülerliğine rağmen, paslanmaz çelik üretimi günümüzde hala pahalı: maliyeti normal çeliğin üç ila beş katı arasında değişiyor.
Molibden gibi özel katkı maddeleri (su altında kullanılan çelik yapılar için) fiyatı daha da artırabilir. Bu nedenle çoğu durumda, boya veya diğer kaplamalarla korunan normal çelik tercih edilir.