Paslanmaz çelik neden paslanmaz?


Çelik ile demir arasinda çok az bir fark vardir. Saf demir bir bakir kadar yumusaktir. Onun içine yüzde 2'ye kadar karbon katilmasi ile inanilmaz bir mukavemet, sertlik ve mekanik özellikler elde edilir ki, adi artik çeliktir. Demirin bol olmasi, kolay ve ucuz elde edilmesi nedeniyle çeligin de kullanimi çok yaygindir. Ancak çelikte de, demirde olan bir zayif nokta vardir. Paslanma, diger bir deyisle oksidasyon.
Günlük hayatimizda kullanilan esyalarin paslanmasi sonucu her yil dünyada milyonlarca dolar bosa gitmektedir. Bu kaybin büyük bir kismi demir ve çeligin paslanmasindan dolayidir. Paslanmayi kisaca demirin havadaki oksijen ile birlesmesi olarak tanimlayabiliriz. Aslinda bu elektro kimyasal bir reaksiyondur. Bu nedenle malzemenin bir yerinde baslayan paslanma boyanin altindan geçerek diger bir yerde ortaya çikabilir.
Sadece demir ve çelik degil diger metaller de paslanir. Örnegin, alüminyum, prinç, bronz gibi. Ancak onlarda malzeme ile oksijenin birlesmesinden olusan çok ince tabaka, daha olusur olusmaz malzemenin hava ile temasini keserek koruyucu bir rol oynar, paslanmanin ilerlemesini önler. Bu tabaka o kadar incedir ki, malzemenin rengi hemen hemen degismez. Demirdeki paslanmanin özelligi onun ve oksijen atomlarinin boyutlarindaki büyük farktan dolayi yüzeyde saglam bir birlesme olamamasi, paslanmanin malzemenin içine nüfuz etmesi, sadece görüntü degil mukavemetin de bozulmasidir.
Paslanmada havadaki nemin de etkisi büyüktür. Reaksiyondaki su miktari pasin rengini de belirler. Bu nedenle pasin rengi siyah veya çok koyu kahverengi olabildigi gibi sarimtirak da olabilir. Paslanmanin hizini artiran faktörlerden bir digeri de tuzdur. O da bu elektro-kimyasal reaksiyonun hizini arttirir. Kisin kar nedeni ile yollarina tuz dökülen yerler ve deniz kenarlarinda paslanma daha hizli olur.
Paslanmaz çelikten önce, paslanmayi önlemek için malzeme boyaniyor veya galvaniz kaplaniyordu. Bu çözümler de özellikle saglik ve gida sektöründe baska sorunlar yaratiyordu. Ilk paslanmaz çeligi Harry Brearley, 1913 yilinda tesadüfen kesfetti. Tüfek namlulari için çesitli metalleri birlestirerek deneyler yaparken bazilarinin paslanmaya karsi dirençli olduklarini gördü. Her büyük bulusta oldugu gibi, o da bunu sanayicilere kabul ettirebilmek için uzun bir ugras verdi.
Krom gibi bazi metaller, atom boyutlarinin birbirine yakin olmasindan dolayi oksijenle çok kolay ve süratli birlesirler. Kalinligi birkaç atom olacak kadar çok ince ama çok saglam bir tabaka olustururlar. Baska reaksiyon olmaz. Bu tabaka zedelense bile tekrar olusur. Krom belli bir oranda çelige katilirsa yine ayni olay olur, çelik artik paslanmaz.
Paslanmaz çeligin içinde yüzde 10-30 krom vardir. Bu orana ve eklenecek nikel, titanyum, aliminyum, bakir, sülfür, fosfor ve benzeri elemanlara bagli olarak kullanim yeri degisir.