Tanyakan kepada Insinyur:Baja Tahan Karat Austenitik

Tahan karat austenitik yang serbaguna dan tangguh—bahkan pada suhu kriogenik atau tinggi

Stainless steel disebut "stainless" karena ketahanannya terhadap karat. Baja mengandung besi dan karbon dalam persentase tertentu:menambahkan elemen kromium mengubahnya dari baja menjadi baja tahan karat. Dimulai dengan tiga elemen dasar ini, ahli metalurgi telah menciptakan berbagai macam baja tahan karat. Jenis logam dalam paduan, instruksi paduan, perlakuan panas, dan pekerjaan pasca produksi masuk ke deskripsi masing-masing kelas. Spesifikasi ini diurutkan menjadi empat sub-tipe utama:austenitik, besi, martensit, dan dupleks. Semuanya berguna, tetapi baja austenitik menonjol karena kegunaannya yang unggul. 70% item baja tahan karat terbuat dari baja tahan karat austenitik.

Kromium membuat baja tahan karat tahan korosi dengan mengoksidasi dengan cepat. Ini membentuk segel, atau "lapisan pasif", yang melindungi logam berbasis besi dari karat. Baja tahan karat austenitik memiliki elemen paduan tambahan, nikel, yang memberikan sifat kekuatan dan keuletan.

Sifat baja tahan karat austenitik

Baja tahan karat austenitik memiliki banyak sifat yang berguna:

• Sangat tahan korosi
• Tahan lama
• Dapat dibentuk
• Dapat dilas
• Tidak menjadi rapuh pada suhu kriogenik
• Rentang kekuatan panas yang lebih besar daripada jenis stainless lainnya
• Ekspansi termal lebih besar daripada baja tahan karat martensit dan feritik
• Konduktivitas termal lebih rendah daripada kadar martensit
• Biasanya non-magnetik; agak magnetis jika dikerjakan dengan dingin

Sifat-sifat ini membuat tahan karat austenitik serbaguna dan ideal untuk banyak aplikasi, termasuk dapur dan peralatan pemrosesan makanan, laboratorium dan rumah sakit, perabot dan kelongsong situs eksterior, oven dan tungku, penukar panas, dan banyak lagi. Seri 300 yang umum secara komersial, termasuk grade 304 dan 316 yang umum, adalah baja austenitik.

Baja austenitik memiliki sifat yang berguna ini karena struktur molekulnya. Namun, mahal untuk membuat dan memelihara molekul austenit di dalam baja. Oleh karena itu, baja ini hanya digunakan jika diperlukan peningkatan sifat.

struktur mikro Austenitik

Ketika logam membeku dari keadaan cair, mereka mengkristal dan membentuk butiran yang menempel satu sama lain dalam kisi. Struktur kristal ini menentukan banyak sifat mekanik logam.

Ada banyak faktor yang mempengaruhi struktur mikro ini:bahan di dalam kisi, seberapa panas logam itu dan seberapa cepat mendingin, dan apakah logam itu diberi perlakuan panas sesudahnya. Paduan austenitik memiliki sesuatu yang disebut "struktur mikro kubik berpusat pada muka". Kisi ini terbuat dari sel yang padat. Molekul austenit yang berpusat pada muka hanya muncul pada baja ringan ketika besi dalam keadaan cair. Saat ahli metalurgi menambahkan nikel ke dalam paduan, struktur ini dapat dipertahankan bahkan saat logam dalam keadaan dingin.

Struktur kubik berpusat muka memiliki atom di setiap sudut sel, ditambah atom di tengah setiap muka kubus. Ini adalah atom di muka setiap kubus yang memberikan sifat baja austenitik. Kepadatan atom per sel memberinya kekuatan. Banyak bentuk baja dan baja tahan karat lainnya memiliki struktur yang lebih longgar tanpa atom di tengah setiap permukaan.

Baja tahan karat austenitik bersifat non-magnetik karena setiap atom dalam sel dapat menemukan pasangan dengan muatan yang berlawanan.

Baja tahan karat austenitik:cocok untuk kriogenik

Struktur kubik berpusat muka lebih kuat pada suhu ekstrem karena kekuatan ekstra atom tambahan per sel.

Baja tahan karat Austenitik adalah satu-satunya jenis tahan karat yang tidak menjadi rapuh dan mudah retak dalam aplikasi kriogenik. Bahkan di bawah -292°F, bahan ini mempertahankan ketangguhan dan pemanjangannya. Saat dipukul, molekul dapat meluncur melewati satu sama lain tanpa pecah.

Sebagai perbandingan, struktur kubik yang berpusat pada tubuh biasanya menunjukkan suhu "transisi" di bawahnya di mana material akan hancur jika ditekan secara mekanis. Ini disebut penggetasan suhu rendah.

Toleransi panas atau kekuatan panas

Ketika logam dipanaskan, mereka melunak, sampai mencapai titik lelehnya. Mereka yang melunak lebih cepat memiliki kekuatan panas yang lebih besar. Baja tahan karat austenitik mulai kehilangan kekuatannya antara 900–1000 °F tetapi tidak secepat jenis baja tahan karat lainnya. Temperatur servis kontinu dalam dua jenis, baja tahan karat martensit dan feritik, adalah antara 1300-1500 °F. Suhu servis kontinu maksimum untuk baja tahan karat austenitik 310 adalah 2100 °F.

Kompleksitas logam

Logam mendapatkan sifat materialnya yang unik dari pembentukan kisi kristal atomnya. Butir-butir ini dipengaruhi oleh berbagai aspek produksi logam.

Baja dibuat ketika besi dicampur dengan karbon, menghasilkan paduan yang kuat, ulet, tetapi rentan karat. Chromium ditambahkan untuk membantu menciptakan lapisan oksida pasif dan mencegah karat. Ketika perlakuan panas antara 1.674–2.541°F, karbon meresap melalui kisi dan stainless sekarang memiliki keuletan dan kekuatan yang lebih besar. Satu-satunya cara untuk mempertahankan struktur ini pada suhu kamar adalah memiliki nikel dan/atau mangan dalam paduannya. Penambahan ini memberikan perancah kimia untuk sel kubik yang berpusat pada wajah. Dengan semua elemen ini, baja tahan karat austenitik dibuat:non-magnetik, tahan panas dan dingin, ulet, dan dapat dilas.

Baja tahan karat austenitik yang tangguh terus bekerja di banyak lingkungan industri. Sifat mekaniknya menjadikannya pilihan paling populer di kelas stainless. Namun, penambahan nikel dan mangan membuat baja austenitik lebih mahal:baja dupleks baru, yang memisahkan austenit dan ferit, cenderung memiliki beberapa sifat dari keduanya. Mereka adalah cara yang lebih murah untuk mendapatkan beberapa manfaat baja austenitik di lingkungan yang tidak ekstrem. Namun, untuk aplikasi kriogenik, dan yang intensif panas seperti boiler, penukar panas, dan saluran uap, baja tahan karat austenitik akan tetap menjadi pilihan paling populer.