Klasifikasi Baja dan Baja Tahan Karat

 

1. Definisi Umum Baja:

Paduan antara besi (Fe) dengan karbon (C) dengan kelarutan karbon maksimum sebesar sebesar 1,7 % dan paduan tambahan, seperti silicon (Si), mangan (Mn) phosphor (P) dan belerang (S). Sekitar 12-16 % struktur dasar pesawat terbang terbuat dari baja paduan dan stainless steel.

Keunggulan utama dari baja adalah memiliki kekuatan dan modulus elastisitas yang tinggi. Dipilihnya baja sebagai struktur dasar pesawat, disamping memiliki kekuatan dan modulus elastisitas yang tinggi juga memiliki sifat kekakuan (stiffness), ketahanan lelah (fatigue) yang tinggi serta sifat mampu fakbrikasi yang baik. Adapun klasifikasi baja adalah sebagai berikut.

1.      Baja tidak tahan korosi ( noncorrosion resistant steel), contohnya:

a.         Baja Karbon (carbon steel)

Baja karbon adalah paduan besi dengan karbon, dimana kandungan karbonnya kurang dari 2 %. Yang termasuk baja karbon adalah baja yang menurut AISI-SAE ditandai dengan serie 10xx, 11xx, dan 15xx.

b.         Baja Perkakas (tool steels)

Baja perkakas adalah baja khusus yang digunakan untuk membentuk atau memotong material. Biasanya baja perkakas ini mengandung unsur karbon relative lebih tinggi dibandingkan dengan baja paduan lainnya, karena sifat potong baja perkakasn membutuhkan kekerasan yang tinggi. Ada beberapa metoda yang dipakai untuk mengklasifikasikan baja perkakas.

·      Baja perkakas pengerasan dengan air (water hardening tool steel)

·      Baja perkakas tahan kejut (shock resisting)

·      Baja perkakas pengerjaan dingin (cold work)

·      Baja perkakas pengerjaan panas (hot work)

·      Baja perkakas kecepatan tinggi (high speed)

·      Baja perkakas untuk cetakan (mold) dan baja perkakas tujuan khusus

c.         Baja Paduan (alloy steels)

Baja paduan adalah baja yang memiliki satu atau lebih elemen-elemen paduan (disamping karbon) agar diperoleh perubahan sifat dari baja tersebut. Elemen paduan pada baja ini diantaranya: manganese (Mn), nickel (Ni), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), tungsten (W), boron (B) dan lead (Pb).

Tujuan penambahan elemen-elemen paduan pada baja untuk:

·      Meningkatkan untuk mampu dikeraskan

·      Memperbaiki kekuatan pada temperature biasa

·      Memperbaiki sifat mekanik pada temperature tinggi dan temperature rendah

·      Memperbaiki ketangguhan (toughness) pada tingkat kekuatan dan kekerasan apapun

·      Meningkatkan ketahanan korosi

·      Meningkatkan ketahanan aus

·      Memperbaiki sifat magnetik

2.      Baja tahan korosi (corrosion resinstant steel)

·         Baja tahan karat martensit (Martensitic stainless)

·         Baja tahan karat ferit (ferritic stainless steels)

·         Baja tahan karat austenite (austenitic stainless steels)

·         Baja tahan karat yang dapat dikeraskan dengan presipitasi (Precipitation hardening stainless steels).

3.      2. Baja tahan karat dan tahan panas (stainless & heat resisting steels)

Baja tahan panas (heat resisting steels), adalah baja yang mengandung unsur chromium paling rendah 4% dan baja tahan karat (stainless steels) merupakan baja yang mengandung unsur chromium paling rendah 10% dengan atau tanpa ditambahkan unsur-unsur lainnya. Baja ini digunakan untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan oksidasi atau ketahanan korosi.

Stainless dan heat resisting steels, memiliki ketahanan yang luar biasa terhadap serangan oleh media korosif baik diaatmosphere nya maupun pada temperature tinggi dan memiliki sifat fisik, mekanik dalam range yang cukup besar untuk aplikasi-aplikasi khusus. Baja tahan karat digolongkan secara metalurgi menjadi baja tahan karat austenite, baja tahan karat martensit, dan baja tahan karat tipe pengerasan presipitasi.

Baja tahan karat digolongkan secara metalurgi menjadi baja tahan karat austenit, baja tahan karat ferit, baja tahan karat martensit, dan baja tahan karat tipe pengerasan presipitasi. Berikut adalah penjelasan dari golongan-golongan Baja tahan karat tersebut.

1.    1. Baja Tahan Karat Martensit

Disebut baja tahan karat martensit, karena paduan ini dapat diperlakukan panas (heat treatment) seperti baja karbon biasa, dimana kekuatan tariknya dapat ditingkatkan dari 80.000 Psi sampai 200.000 Psi, kekerasan tinggi juga dapat dicapai dengan perlakuan panas ini.

 Komposisi baja tahan karat ini adalah 12-13 % Cr dan 0,1 – 0,3 % C. Ketahanan korosi jenis baja ini adalah lebih rendah dibandingkan dengan baja tahan karat austenite. Baja paduan ini biasanya digunakan untuk lingkungan korosif yang sedang sampai cukup dan kekuatan / kekerasan tinggi.

2.   2. Baja Tahan Karat Ferit

Baja tahan karat ini ditandai dengan ferit yang tidak dapat dikeraskan (non hardenable steels), karena baja ini tidak mengalami high temperature phase transformation, oleh karena itulah baja ini tidak dapat diperlakukan panas. Baja tahan karat ferit adalah baja yang mengandung Cr sekitar 16-18 % atau lebih. Baja jenis ini memiliki ketahanan korosi yang baik di atmospir, walaupun baja tahan karat ferit tidak tahan terhadap asam seperti HCL.

3.   3. Baja tahan karat austenite

Baja jenis ini mengandung 16-26 % Cr dan 6-22 % Ni. Kandungan karbon yang rendah (0,08% C) untuk mengurangi terjadinya pengendapan karbida. Penambahan unsur paduan nikel dan chrom yang tinggi, bertujuan untuk menstabilkan austenite pada temperature kamar. Baja ini tidak magnetik dan tidak dapat dikeraskan (non hardenable). Ketahanan korosinya lebih baik dalam kondisi lingkungan oksidasi juga sangat baik,  dan mampu bentuk dan mampu las.

Ion-ion Chlorida akan mengurangi ketahanan korosi baja ini, karena zat ini dapat secara cepat menyerang film proteksinya. Kombinasi ion-ion chlorida dengan stress dapat menimbulkan korosi tegangan retak (stress corrosion cracking). Sistem ini dinyatakan dengan baja 18 % Cr dan 8% Ni atau sering disebut juga dengan istilah baja tahan karat delapan belas delapan.

4.   4. Baja Tahan Karat Pengerasan Presipitasi

Baja tahan karat ini merupakan baja yang dapat dikeraskan (hardened) dan diperkuat (strengthened) dengan solution-quenching kemudian dipanaskan untuk suatu waktu yang ditentukan pada temperatur kira-kira 427-538 derajt Celcius. Kekuatan tariknya dapat mencapai hinga 1375 Mpa (200.000 Psi). Pada dasarnya menggunakan mekanisme penguatan presipitasi atau pengerasan endapan.

Unsur-unsur paduan yang membentuk endapan adalah : Mo, Ni, dan Al. Baja tahan karat ini sangat banyak digunakan untuk industri pesawat terbang dan industry peluru kendali (missile) dibawah kondisi korosi yang cukup. Ditinjau dari struktur utamanya, jenis paduan ini dapat dibagi kedalam tiga kelompok yaitu:

- Martensit

- Austenit

- Semiaustenit

Jenis martensit antara lain mengandung 15-17 % Cr, 4-5 % Ni, dan kadar karbon yang rendah. Kadar karbon yang rendah menyebabkan sifat mampu las yang cukup baik demikian pula ketahanan korosi dan ketahanan impactnya, kekerasan dan kekuatannya tinggi disamping itu ketahanan erosi juga cukup tinggi. Salah satu jenis martensit yang umum 17-4 PH (martensit, 17% Cr- 4% Ni – 4% Cu – 0,06% C- 0,35 % Nb).

 

 

 

 

Lokasi:

Berbagi :