Paslanmaz çelik niçin paslanmaz?

Çelik ile demir içinde fazlaca azca bir fark vardır. Saf demir bir bakır kadar yumuşaktır. Onun içine yüzde 2’ye kadar karbon iştirak etmesi ile inanılmaz bir direnme, sertlik ve mekanik özellikler elde edilir ki, adı artık çeliktir. Demirin bolca olması, kolay ve ucuz elde edilmesi sebebiyle çeliğin de kullanımı fazlaca yaygındır. Sadece çelikte de, demirde olan bir zayıf nokta vardır. Paslanma, öteki bir deyişle oksidasyon.

Günlük hayatımızda kullanılan eşyaların paslanması sonucu her yıl dünyada milyonlarca dolar boşa gitmektedir. Bu kaybın büyük bir kısmı demir ve çeliğin paslanmasından dolayıdır. Paslanmayı özetlemek gerekirse demirin havadaki oksijen ile birleşmesi olarak tanımlayabiliriz. Aslen bu elektro kimyasal bir reaksiyondur. Bundan dolayı malzemenin bir yerinde başlamış olan paslanma boyanın altından geçerek öteki bir yerde ortaya çıkabilir.

Bir tek demir ve çelik değil öteki metaller de paslanır. Mesela, alüminyum, pirinç, bronz benzer biçimde. Sadece onlarda araç-gereç ile oksijenin birleşmesinden oluşan fazlaca ince katman, daha oluşur oluşmaz malzemenin hava ile temasını keserek koruyucu bir rol oynar, paslanmanın ilerlemesini önler. Bu katman o denli incedir ki, malzemenin rengi neredeyse değişmez. Demirdeki paslanmanın özelliği onun ve oksijen atomlarının boyutlarındaki büyük farktan dolayı yüzeyde sağlam bir birleşme olamaması, paslanmanın malzemenin içine nüfuz etmesi, yalnız görüntü değil mukavemetin de bozulmasıdır.

Paslanmada havadaki nemin de tesiri büyüktür. Reaksiyondaki su miktarı pasın rengini de belirler. Bundan dolayı pasın rengi siyah yada fazlaca koyu kahverengi olabildiği benzer biçimde sarımtırak da olabilir. Paslanmanın hızını artıran faktörlerden bir diğeri de tuzdur. O da bu elektro-kimyasal reaksiyonun hızını arttırır. Kışın kar sebebi ile yollarına tuz dökülen bölgeler ve deniz kenarlarında paslanma daha süratli olur.

Paslanmaz çelikten ilkin, paslanmayı önlemek için araç-gereç boyanıyor yada galvaniz kaplanıyordu. Bu çözümler de bilhassa sıhhat ve besin sektöründe başka problemler yaratıyordu. İlk paslanmaz çeliği Harry Brearley, 1913 senesinde tesadüfen keşfetti. Tüfek namluları için çeşitli metalleri birleştirerek deneyler yaparken bazılarının paslanmaya karşı dirençli olduklarını görmüş oldu. Her büyük buluşta olduğu benzer biçimde, o da bunu sanayicilere kabul ettirebilmek için uzun bir uğraş verdi.

Krom benzer biçimde bazı metaller, atom boyutlarının birbirine yakın olmasından dolayı oksijenle fazlaca kolay ve süratli birleşirler. Kalınlığı birkaç atom olacak kadar fazlaca ince fakat fazlaca sağlam bir katman oluştururlar. Başka tepki olmaz. Bu katman zedelense bile yine oluşur. Krom belli bir oranda çeliğe katılırsa gene aynı ayyuka çıkar, çelik artık paslanmaz.

Paslanmaz çeliğin içinde yüzde 10-30 krom vardır. Bu orana ve eklenecek nikel, titanyum, alüminyum, bakır, sülfür, fosfor ve benzeri elemanlara bağlı olarak kullanım yeri değişmiş olur.