Baja tahan karat adalah nama umum untuk sekelompok besar paduan besi yang tahan terhadap karat. Tidak seperti paduan besi lainnya, baja tahan karat memiliki lapisan pasif yang stabil yang melindunginya dari udara dan kelembaban. Ketahanan karat ini menjadikannya pilihan yang baik untuk banyak aplikasi, termasuk di luar ruangan, berair, layanan makanan, dan penggunaan suhu tinggi.
Baja tahan karat dapat dicor atau ditempa. Perbedaan utama adalah bagaimana ia dibentuk menjadi produk akhir. Baja tahan karat tuang dibuat dengan menuangkan logam cair ke dalam wadah cetakan dengan bentuk tertentu. Baja tahan karat tempa dimulai di pabrik baja, di mana kastor terus menerus membuat stainless menjadi ingot, mekar, billet, atau lembaran. Bahan-bahan manufaktur mentah ini kemudian harus dibentuk oleh pekerjaan lebih lanjut. Mereka dipanaskan kembali dan dikerjakan ulang menggunakan teknik rolling atau hammering.
Produk baja tahan karat tempa lebih umum daripada produk baja tahan karat tuang.
Benda cor stainless steel biasanya dibuat dan diselesaikan baik di pengecoran atau dengan pengawasan pengecoran. Jika mereka adalah komponen kecil dari produk yang lebih besar, pengecoran mungkin pergi ke pabrik lain untuk perakitan. Baja tahan karat tempa dimulai di pabrik baja tetapi diubah menjadi produk akhir di pabrik lain.
Seperti semua baja, baja tahan karat dimulai dengan campuran besi dan karbon. Apa yang membedakan keluarga paduan ini adalah bahwa stainless juga memiliki minimal 10,5% kromium. Elemen ini memberi stainless steel ketahanan karakteristiknya terhadap oksidasi. Ketika baja tahan karat terpapar ke atmosfer, kromium bergabung dengan oksigen untuk membentuk lapisan pasivasi yang tipis dan stabil dari kromium (III) oksida (Cr2 O3 ). Lapisan pasivasi melindungi baja bagian dalam dari oksidasi, dan dengan cepat membentuk kembali jika permukaannya tergores.
Lapisan pasivasi ini berbeda dengan pelapisan. Beberapa logam dilapisi dengan seng, kromium, atau nikel, untuk perlindungan permukaan. Dalam kasus tersebut, manfaat pelapisan hilang begitu goresan menembus pelapisan. Kromium di dalam baja tahan karat memberikan lebih dari perlindungan permukaan ini. Ini menciptakan film pasifnya setiap kali terkena udara. Oleh karena itu, bahkan jika stainless tergores dalam, lapisan pasif akan sembuh sendiri.
BESI + KARBON =BAJA
+ CHROMIUM =STAINLESS STEEL
(SETIDAKNYA 10,5% CHROMIUM)
Paduan Feritik
Chromium
(10.5–18%)
Karbon
(0,08–0,15%)
Paduan Feritik
Kromium (10.5–18%)
Karbon (0,08–0,15%)
Paduan Martensit
Karbon
(0,10–1,2%)
+ Kromium
(12-18%)
Produksi mungkin melibatkan pendinginan atau pengerasan udara.
Paduan Martensit
Karbon (0,10–1,2%)
+ Kromium (12-18%)
Produksi mungkin melibatkan pendinginan atau pengerasan udara.
Paduan Austenitik
+ Kromium
(16%)
+ Nikel
(8+%)
Mungkin mengandung molibdenum, titanium, atau tembaga.
Paduan Austenitik
+ Kromium (16%)
+ Nikel (8+%)
Mungkin mengandung molibdenum, titanium, atau tembaga.
Paduan Dupleks
+ Chromium (19+%)
+ Molibdenum
+ sedikit nikel
Umumnya mengandung molibdenum, tembaga, atau elemen paduan lainnya.
Paduan Dupleks
+ Chromium (19+%)
+ Molibdenum
+ sedikit nikel
Umumnya mengandung molibdenum, tembaga, atau elemen paduan lainnya.
Paduan Pengerasan Curah Hujan
+ Kromium
+ Nikel
+ Tembaga &/atau elemen lainnya
Produksi harus melibatkan teknik perlakuan panas.
Paduan Pengerasan Curah Hujan
+ Kromium
+ Nikel
+ Tembaga &/atau elemen lainnya
Produksi harus melibatkan teknik perlakuan panas.
Ada beberapa "keluarga" baja tahan karat. Masing-masing famili ini memiliki proporsi besi, krom, dan karbon yang berbeda. Beberapa memiliki unsur lain, seperti nikel, molibdenum, mangan, atau tembaga. Sifat baja ini bervariasi menurut isinya, menjadikannya kelompok paduan serbaguna.
Nilai memberikan petunjuk tentang keluarga baja tahan karat tertentu. Nilai yang paling umum adalah:
Terkadang, para insinyur memilih antara paduan dalam keluarga yang sama, seperti dalam dua kelas komersial populer baja tahan karat austenitik, 304 vs. 316. Namun, ini tidak selalu terjadi. Sistem pembuangan otomotif sering kali memilih antara 304 dan 409. Panggangan barbeque mungkin terbuat dari 304 atau 430.
Menggunakan magnet untuk menentukan apakah logam di depan Anda tahan karat tidak akan memberi Anda jawaban yang pasti. Beberapa tingkatan dan jenis baja tahan karat bersifat magnetis dan beberapa tidak—semuanya tergantung pada elemen yang berbeda dalam paduannya.
Baja tahan karat austenitik (seri 3xx) tidak bersifat magnetis. Kulkas stainless Anda yang bersih dari magnet dan seni lemari es? Tahan karat austenitik karena struktur mikro kristal. (Baca selengkapnya di bawah di bagian teknologi kami.)
Martensit dan grade stainless feritik yang lebih umum, seperti 430, bersifat magnetis. Baja dupleks, yang merupakan campuran baja austenitik dan feritik, biasanya bersifat magnetis ringan. Sebuah magnet pada baja feritik bertahan dengan cepat. Pada dupleks tetap, mungkin lebih mudah untuk mengganggu dan meluncur.
Baja tahan karat biasanya dipilih karena tahan terhadap korosi—tetapi juga dipilih karena merupakan baja. Properti seperti kekuatan, hasil, ketangguhan, kekerasan, respons terhadap pengerasan kerja, kemampuan las, dan toleransi panas membuat baja menjadi logam yang sangat berguna dalam rekayasa, konstruksi, dan manufaktur, terutama mengingat biayanya. Seorang insinyur mempertimbangkan beban kerja dan kondisi atmosfer baja tahan karat sebelum memutuskan tingkatannya.
Sifat tarik logam diukur dengan menarik. Batang tarik yang representatif dikenai gaya tarik, juga dikenal sebagai pembebanan tarik. Setelah kegagalan, kekuatan tarik, kekuatan luluh, perpanjangan, dan pengurangan luas diukur.
Kekerasan adalah kemampuan baja untuk menahan lekukan dan abrasi. Dua tes kekerasan yang paling umum adalah Brinell dan Rockwell. Dalam uji Brinell, bola baja kecil yang dikeraskan dipaksa masuk ke dalam baja dengan beban standar, dan diameter cetakan yang dihasilkan diukur. Tes Rockwell mengukur kedalaman lekukan. Kekerasan dapat ditingkatkan pada beberapa logam dengan pengerjaan dingin, juga dikenal sebagai pengerasan kerja. Pada beberapa logam, kekerasan dapat ditingkatkan melalui perlakuan panas.
Ketangguhan adalah kapasitas baja untuk menghasilkan secara plastis di bawah tekanan yang sangat lokal. Baja tangguh tahan terhadap retak, menjadikan ketangguhan kualitas yang sangat diinginkan yang digunakan dalam aplikasi teknik. Tingkat ketangguhan ditentukan dengan menggunakan uji dinamis. Batang sampel dibuat berlekuk untuk melokalisasi tegangan, kemudian dipukul dengan pendulum yang berayun. Energi yang diserap dalam mematahkan batang sampel diukur dengan berapa banyak energi yang hilang dari bandul. Logam keras menyerap lebih banyak energi, sedangkan logam rapuh menyerap lebih sedikit.
Baja tahan karat feritik mengandung besi, karbon, dan 10,5-18% kromium. Mereka mungkin mengandung elemen paduan lain seperti molibdenum atau aluminium, tetapi biasanya dalam jumlah yang sangat kecil. Mereka memiliki struktur kristal body-centered-cubic (BCC)—sama seperti besi murni pada suhu sekitar.
Karena struktur kristalnya, baja tahan karat feritik bersifat magnetis. Kandungan karbonnya yang relatif rendah menghasilkan kekuatan yang rendah. Kelemahan lain dari tipe feritik termasuk kemampuan las yang buruk dan ketahanan korosi yang berkurang. Namun, mereka diinginkan untuk aplikasi teknik karena ketangguhannya yang unggul. Baja tahan karat feritik sering digunakan untuk pipa knalpot kendaraan, saluran bahan bakar, dan trim arsitektur.
Baja tahan karat Austenitik memiliki struktur kristal kubus berpusat muka (FCC) dan terdiri dari besi, karbon, kromium, dan setidaknya 8% nikel. Karena kandungan krom dan nikelnya yang tinggi, mereka sangat tahan korosi dan non-magnetik. Seperti baja tahan karat feritik, baja tahan karat austenitik tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas. Namun, mereka dapat dikeraskan dengan pengerjaan dingin. Kandungan nikel yang tinggi dalam baja tahan karat austenitik membuatnya mampu berfungsi dengan baik dalam aplikasi suhu rendah.
Dua baja tahan karat yang paling umum—304 dan 316—keduanya adalah kelas austenitik. Pendorong utama di balik popularitas baja tahan karat austenitik adalah kemudahannya untuk dibentuk dan dilas, menjadikannya ideal untuk pembuatan dengan efisiensi tinggi. Ada banyak sub-kelompok baja tahan karat austenitik dengan variasi kandungan karbon yang luas. Sifat-sifat tersebut selanjutnya disetel dengan penambahan elemen paduan seperti molibdenum, titanium, dan tembaga. Baja tahan karat austenitik sering digunakan untuk memproduksi wastafel dapur, bingkai jendela, peralatan pemrosesan makanan, dan tangki kimia. Mereka juga biasa digunakan untuk perabotan situs luar ruangan seperti bangku, tonggak baja tahan karat, dan rak sepeda.
Baja tahan karat martensit memiliki struktur body-centered tetragonal (BCT). Mereka mengandung kromium 12-18%, dan memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi (0,1-1,2%) daripada baja tahan karat austenitik atau feritik. Seperti struktur BCC feritik, BCT bersifat magnetis. Baja tahan karat martensit sangat berguna dalam situasi di mana kekuatan baja lebih penting daripada kemampuan las atau ketahanan korosinya. Perbedaan utama adalah bahwa baja tahan karat martensit dapat dikeraskan dengan perlakuan panas karena kandungan karbonnya yang tinggi. Ini membuatnya berguna untuk sejumlah aplikasi termasuk suku cadang dirgantara, peralatan makan, dan pisau.
Baja tahan karat dupleks adalah jenis baja tahan karat terbaru. Mereka mengandung lebih banyak kromium (19–32%) dan molibdenum (hingga 5%) daripada baja tahan karat austenitik, tetapi secara signifikan lebih sedikit nikel. Baja tahan karat dupleks kadang-kadang disebut sebagai austenitik-feritik karena mereka memiliki struktur kristal feritik dan austenitik hibrida. Campuran kira-kira setengah-setengah fase austenitik dan feritik dalam baja tahan karat dupleks memberikan keunggulan unik. Mereka lebih tahan terhadap retak-korosi stres daripada nilai austenitik, lebih keras dari nilai feritik, dan kira-kira dua kali lebih kuat daripada bentuk murni dari keduanya. Keuntungan utama baja tahan karat dupleks adalah ketahanan terhadap korosi yang sama dengan, atau melebihi, nilai austenitik dalam kasus paparan klorida.
Baja tahan karat dupleks juga sangat hemat biaya. Kekuatan dan ketahanan korosi baja tahan karat dupleks dicapai dengan kandungan paduan yang lebih rendah daripada nilai austenitik yang setara. Baja tahan karat dupleks secara teratur digunakan untuk memproduksi suku cadang untuk aplikasi yang terpapar klorida dalam industri desalinasi dan petrokimia. Mereka juga digunakan dalam industri bangunan dan konstruksi untuk jembatan, bejana tekan, dan batang pengikat.
Baja tahan karat pengerasan presipitasi dapat memiliki berbagai struktur kristal, namun semuanya mengandung kromium dan nikel. Karakteristik umum mereka adalah ketahanan korosi, kemudahan fabrikasi, dan kekuatan tarik yang sangat tinggi dengan perlakuan panas suhu rendah.
Paduan pengerasan presipitasi austenitik sebagian besar telah digantikan oleh superalloy dengan kekuatan lebih tinggi. Namun, baja tahan karat pengerasan presipitasi semi-austenitik terus digunakan dalam aplikasi luar angkasa, dan bahkan diterapkan pada bentuk-bentuk baru. Baja tahan karat pengerasan presipitasi martensit lebih kuat dari kadar martensit biasa dan sering digunakan untuk memproduksi batangan, batangan, dan kawat.
Ketika logam membeku dari keadaan cair, mereka mengkristal dan membentuk butiran. Struktur kristal ini menentukan banyak sifat mekanik logam. Banyak faktor yang mempengaruhi struktur mikro ini.
Jenis atom dalam paduan mengubah struktur karena molekul yang dibentuk oleh jenis atom tersebut. Persentase masing-masing bahan juga menentukan susunan atom yang terbentuk.
Suhu memiliki efek mendalam pada bentuk kisi kristal logam. Struktur yang berbeda mulai terbentuk pada suhu tertentu. Paduan memiliki tabel fase yang menunjukkan jenis butiran apa yang umum pada suhu yang berbeda dan dengan persentase elemen penting yang berbeda.
Diagram fase besi-karbon kami menggambarkan cara suhu dan karbon mempengaruhi pembentukan butiran dalam baja. Ini menunjukkan tiga fase pembentukan besi:
Penambahan karbon mempengaruhi bagaimana butiran dasar baja mengkristal, menstabilkan, dan berinteraksi satu sama lain. Suhu mempengaruhi bagaimana karbon diserap. Fasa austenit panas tinggi jenuh dengan karbon, dengan molekul logam padat. Pada suhu lain, semua karbon tidak diserap. Ini menciptakan struktur molekul lain. Misalnya, paduan besi-karbon biasanya mengandung Fe3 C. molekul sementit. Dalam bentuk murni, sementit diklasifikasikan sebagai keramik:keras dan rapuh, dan memberikan atribut ini ke logam akhir. Grafit juga dapat terbentuk pada tingkat molekuler. Bentuk grafit ini dapat mempengaruhi bagaimana logam berperilaku ketika dipukul. Nodul grafit bulat dapat meluncur melewati satu sama lain ketika dipukul, berubah bentuk tetapi tidak patah. Sebagai perbandingan, logam dengan banyak grafit serpihan dapat bergeser di sepanjang batas serpihan saat dipukul. Seberapa cepat suatu logam didinginkan, dan apakah logam tersebut diberi perlakuan panas atau dikerjakan, juga memengaruhi ukuran dan bentuk butir.
Baja austenitik adalah baja yang memiliki kisi austenit dengan besi . Pada diagram fasa besi-karbon kisi ini biasanya ditemukan pada suhu tinggi. Namun, menambahkan nikel dan/atau mangan memungkinkan austenit tetap ada saat baja mendingin. Struktur mikro austenit dikenal sebagai “kubus berpusat muka”. Molekul kubik yang berpusat pada muka memberikan sifat khusus pada logam.
Logam adalah kristal yang terbuat dari kisi molekul. Setiap sel kisi terdiri dari atom. Jumlah atom di setiap sel kisi, dan bagaimana mereka terhubung satu sama lain, mengubah cara kisi ini berperilaku di bawah tekanan. Kisi dasarnya adalah primitif, berpusat pada tubuh, dan berpusat pada wajah.
BENTUK SEL DASAR
Primitif
Kubik
Tubuh-
Terpusat
Kubik (BCC)
Face-Centered
Cubic (FCC)
Steel, without nickel or manganese, achieves a stable face-centered cubic (FCC) structure between 1,674—2,541°F. At these temperatures, carbon in the steel permeates each cell.
However, this steel, cooled in a regular (unquenched) fashion, will become ferritic and body-centered cubic (BCC). It will not maintain the FCC structure.
BCC lattices are more vulnerable to some types of mechanical strain than more densely-packed FCC structures. They don’t have the same number of atoms in each cell holding the lattice together. Keeping the FCC structure even at room temperatures helps maintain its extra strength. This is usually done with extra elements added to the alloy.
Ferritic steel is a common BCC steel. It becomes brittle at cryogenic temperatures, loses strength quickly in elevated temperatures, and is magnetic. These properties are due to the body-centered cubic (BCC) form.
Within each “loosely” packed BCC cell, not all electrons are able to find and pair with electrons of the opposite spin. It is these unattached electrons that create the magnetism of the ferritic steel. With only two atoms adding strength to each cell, ferritic steel is also easier to break, especially in hot or cold environments.
Austenitic steel is FCC at room temperature due to an addition of nickel in the alloy. Austenitic steel is more ductile than FCC, even at cryogenic temperatures. It has more heat-strength. It is also not magnetic. These properties are due to its face-centered (FCC) form.
All lattices have “slip systems,” or lines of shear, where the lattice can slide when struck without the cells being ripped apart. Cubic lattices have lots of symmetry and therefore more slip planes. Perhaps counterintuitively, the more densely packed FCC crystal has more lines of shear than the loosely packed BCC crystals. Densely packed crystals slide more easily past each other. Each cell has more atomic weight and strength and holds together more easily.
Plastic deformation at the micro level supports the material’s ductility at the macro level. This is why there is a wider range of resilience in face-centered cubic structures. Ferritic structures are more likely to shatter on impact, or fracture when stretched, especially in challenging environments.
Austenitic stainless steels are the only stainless types that do not become brittle and easily fractured in cryogenic applications. Austenitic steel keeps most of its toughness and elongation even below -292°F. Low-temperature embrittlement is characteristic of ferritic and duplex steels. After a transition temperature they become likely to shatter under stress.
Martensitic steels are another type of steel with a very different type of grain at the surface. These steels do not have a simple cubic microstructure. Martensite is formed by quenching:a rapid cooling of the surface. The environmental shock causes the lattice to heave as it freezes. Martensitic microstructures are under strain, in a body-centered tetragonal shape, and do not line up evenly. This allows martensitic surfaces to be harder, but they are also more brittle, even at room temperature.
Duplex steels are a relatively new addition to the varieties of stainless steels. These steels have a blend of microstructures. Interleaved layers of ferrite and austenite give the final material properties of both. The lower percentages of nickel and/or manganese needed for duplex stainless lowers the cost compared to austenitic stainless.
Although stainless steel is rust-resistant, it is not impervious. Its corrosion resistance is based on its passivation layer, which can be disturbed chemically. Salts, acids, scratches that hold moisture, and iron deposits can cause stainless steel to become vulnerable to rust.
Care must be taken when installing stainless:steel tools can change the surface chemistry of the steel by leaving behind iron deposits that make the surface vulnerable. Any place that has come into contact with steel should be cleaned. Deep scratches that could hold moisture should be avoided.
Maintenance of stainless surfaces is not difficult but should be undertaken regularly if the steel is exposed to bumps, scratches, salt, iron, or other chemicals. Outdoor site furniture should be attended to twice per year.
The way to clean stainless steel depends on the type of issue at hand. Different strategies are necessary for different types of marks. Our in-depth cleaning post describes steps for discoloration, rust, grease, fingerprints, cement, or limestone. It is good to deal with corrosion quickly. When caught early, WD-40 or another lubricant may be all that is necessary to remove rust.
With proper maintenance and care, the properties of stainless steel that make it so attractive—steel’s toughness wedded to chromium’s corrosion resistance and luster—can continue to be a stress-free asset for years.
For more information on stainless steel, or to request a quote for a custom project, please contact us.
Logam
Baja tahan karat tahan korosi dihargai karena daya tahannya, tetapi logam serbaguna ini sulit untuk dilas Pertama kali dibuat pada tahun 1913 untuk mengatasi masalah karat pada laras senjata, baja tahan karat adalah logam pilihan bagi para insinyur, arsitek, dan perancang industri di mana pun. Baj
Untuk warna dan ketahanan korosi ekstra Stainless steel memiliki kilau perak alami dan tahan terhadap korosi. Kualitas inilah yang biasanya direkomendasikan paduan dibandingkan dengan baja biasa. Bagi sebagian besar pelanggan, sangat tidak masuk akal untuk menutupi anti karat dalam lapisan bedak a
Stainless steel adalah bahan yang banyak digunakan di banyak industri karena keserbagunaannya. Ini adalah bagian penting dari prototyping cepat karena sifat-sifat seperti kekuatan tarik, anti-korosi, dan sifat anti-karat. Menggunakan stainless steel hadir dengan memahami banyak propertinya. Oleh kar
Baja tahan karat adalah bahan bangunan populer yang telah lama digembar-gemborkan karena daya tahannya dan ketahanannya yang besar terhadap korosi. Pengelasan dengan logam yang menarik ini memang menimbulkan beberapa tantangan unik yang perlu dipertimbangkan sebelum meluncurkan proyek dengan baja ta
