2.25Cr-1Mo Baja: Sifat dan Aplikasi Utama

Baja 2.25Cr-1Mo (tipe F22/P22) adalah baja paduan rendah yang terutama diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon menengah. Baja ini mengandung kromium (Cr) dan molibdenum (Mo) sebagai elemen paduan utamanya, yang secara signifikan meningkatkan sifat mekaniknya dan ketahanannya terhadap lingkungan suhu tinggi. Kelas baja ini dikenal karena kekuatan dan ketangguhannya yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi dalam industri pembangkit energi dan petrokimia.

Karakteristik utama dari baja 2.25Cr-1Mo meliputi:

• Kekuatan dan Ketangguhan Tinggi: Unsur paduan berkontribusi pada peningkatan kekuatan tarik dan kekuatan luluh, memungkinkan baja ini untuk menahan kondisi stres tinggi.
• Kehandalan dalam Pengelasan: Baja ini dapat dilas menggunakan berbagai metode, meskipun pemanasan awal dan perlakuan panas pasca pengelasan sering disarankan untuk meminimalkan risiko retak.
• Ketahanan terhadap Suhu Tinggi: Baja ini mempertahankan sifat mekaniknya pada suhu tinggi, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam bejana tekan dan sistem perpipaan.

Keunggulan dan Keterbatasan

Keunggulan:
- Sifat mekanik yang sangat baik pada suhu tinggi.
- Ketahanan baik terhadap oksidasi dan creep.
- Serbaguna dalam proses fabrikasi dan pengelasan.

Keterbatasan:
- Rentan terhadap embrittlement hidrogen jika tidak ditangani dengan benar saat pengelasan.
- Memerlukan perlakuan panas yang hati-hati untuk mencapai sifat yang diinginkan.
- Ketahanan korosi terbatas dibandingkan baja tahan karat.

Secara historis, baja 2.25Cr-1Mo telah banyak digunakan dalam konstruksi bejana tekan, perpipaan, dan komponen lainnya dalam industri minyak dan gas, mencerminkan pentingnya dalam aplikasi kritis.

Nama Alternatif, Standar, dan Setara

Organisasi Standar	Deskripsi/Kelas	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	K21590	USA	Setara terdekat dengan ASTM A335 P22
ASTM	A335 P22	USA	Dikonsumsi untuk layanan suhu tinggi
ASTM	A387 Gr. 22	USA	Sifat mirip, tetapi untuk bejana tekan
EN	1.7380	Eropa	Setara dalam standar Eropa
JIS	G3461 STBA22	Jepang	Perbedaan komposisi kecil
DIN	13CrMo44	Jerman	Mirip, tetapi dengan elemen paduan berbeda

Tabel di atas menyoroti berbagai standar dan setara untuk baja 2.25Cr-1Mo. Perlu dicatat, meskipun ASTM A335 P22 adalah setara langsung, perbedaan dalam perlakuan panas dan sifat mekanik dapat memengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.10 - 0.20
Cr (Kromium)	1.90 - 2.50
Mo (Molibdenum)	0.87 - 1.13
Mn (Mangan)	0.30 - 0.60
Si (Silikon)	0.10 - 0.40
P (Fosfor)	≤ 0.025
S (Belerang)	≤ 0.010

Unsur paduan utama dalam baja 2.25Cr-1Mo memainkan peran penting:
- Kromium: Meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi dan kekuatan pada suhu tinggi.
- Molibdenum: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan terhadap creep.
- Karbon: Meningkatkan kekuatan dan kekerasan, tetapi harus dikendalikan untuk menghindari kerapuhan.

Sifat Mekanik

Sifat pada Suhu Ruang

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai/Range Tipikal (Metrik)	Nilai/Range Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dikalmuskan	415 - 550 MPa	60 - 80 ksi	ASTM E8
Kekuatan Luluh (offset 0.2%)	Dikalmuskan	250 - 350 MPa	36 - 51 ksi	ASTM E8
Panjang Regangan	Dikalmuskan	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Kekerasan (HB)	Dikalmuskan	150 - 200	150 - 200	ASTM E10

Sifat pada Suhu Tinggi

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Pengujian (°C)	Nilai/Range Tipikal (Metrik)	Nilai/Range Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Creep	Quenching & Tempered	600	150 - 200 MPa	22 - 29 ksi	ASTM E139
Kekuatan Impak (Charpy)	Quenching & Tempered	-40	27 J	20 ft-lbf	ASTM E23

Sifat mekanik dari baja 2.25Cr-1Mo membuatnya cocok untuk aplikasi stres tinggi, terutama di lingkungan di mana suhu tinggi menjadi perhatian. Kekuatan dan ketangguhannya memastikan integritas struktur di bawah beban mekanik.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	-	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Titik Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Kondaktivitas Termal	20 °C	45 W/m·K	31 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	-	460 J/kg·K	0.11 BTU/lb·°F

Kepadatan dan titik leleh dari baja 2.25Cr-1Mo menunjukkan kekuatannya, sementara konduktivitas termalnya mengindikasikan sifat pembuangan panas yang baik, yang sangat penting dalam aplikasi suhu tinggi.

Ketahanan Korosi

Penyebab Korosi	Konsentrasi (%)	Suhu (°C)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5	25	Baik	Risiko korosi pitting
Asam Sulfat	10	60	Buruk	Tidak direkomendasikan
Asam Klorida	5	25	Buruk	Tidak direkomendasikan

Baja 2.25Cr-1Mo menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan dengan klorida. Namun, baja ini tidak cocok untuk kondisi sangat asam, karena dapat mengalami korosi pitting dan retak karena korosi stres (SCC). Dibandingkan dengan baja tahan karat, ketahanan korosinya terbatas, sehingga kurang ideal untuk aplikasi di mana terpapar lingkungan agresif diharapkan.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	400	752	Cocok untuk paparan jangka panjang
Suhu Layanan Intermiten Maks	500	932	Hanya untuk paparan jangka pendek
Suhu Skala	600	1112	Mulai teroksidasi pada suhu ini
Pertimbangan Kekuatan Creep	600	1112	Ketahanan creep mulai menurun

Baja 2.25Cr-1Mo mempertahankan sifat mekanik yang baik pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi di pembangkit listrik dan kilang. Namun, perlu diambil langkah untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas batas layanan kontinu maksimumnya, karena ini dapat menyebabkan degradasi sifat material.

Sifat Fabrikasi

Kehandalan dalam Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Isi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Perlindungan Tipikal	Catatan
SMAW	E8018-C3	Argon/CO2	Pemanasan awal dianjurkan
GTAW	ER70S-6	Argon	Perlakuan panas pasca pengelasan disarankan

Baja 2.25Cr-1Mo umumnya dapat dilas menggunakan teknik standar, tetapi pemanasan awal sering diperlukan untuk mencegah retak. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat lebih meningkatkan sifat-sifat pengelasan.

Ketepatan Pemesinan

Parameter Pemesinan	Baja 2.25Cr-1Mo	Baja AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Ketepatan Pemesinan Relatif	60	100	Memerlukan kecepatan pemotongan lebih lambat
Kecepatan Pemotongan Tipikal	20 m/menit	40 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik

Pemesinan baja 2.25Cr-1Mo dapat menjadi tantangan karena ketangguhannya. Kondisi dan alat yang optimal sangat penting untuk mencapai penyelesaian permukaan yang diinginkan.

Formabilitas

Baja 2.25Cr-1Mo menunjukkan formabilitas sedang. Baja ini dapat dibentuk dingin dan panas, tetapi harus diperhatikan untuk menghindari pengerasan kerja. Radius pelengkungan yang direkomendasikan harus dipatuhi untuk mencegah retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pemanasan	700 - 800	1 - 2 jam	Udara	Melunakkan, meningkatkan duktilitas
Quenching	900 - 950	30 menit	Minyak	Mengeraskan, meningkatkan kekuatan
Tempering	600 - 700	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas secara signifikan memengaruhi mikrostruktur dan sifat mekanik dari baja 2.25Cr-1Mo. Perlakuan panas yang tepat dapat meningkatkan ketangguhan dan kekuatan, menjadikannya cocok untuk aplikasi stres tinggi.

Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Minyak & Gas	Bejana tekan	Kekuatan tinggi, ketangguhan, dan ketahanan panas	Penting untuk lingkungan tekanan tinggi
Pembangkit Energi	Tongkat ketel	Ketahanan terhadap creep dan oksidasi	Kritis untuk sistem pembangkit uap
Pengolahan Kimia	Sistem perpipaan	Ketahanan korosi dan integritas mekanik	Diperlukan untuk transportasi fluida dengan aman

• Aplikasi lain termasuk:
• Penukar panas
• Komponen turbin
• Bejana reaktor

Baja 2.25Cr-1Mo dipilih untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap suhu tinggi. Sifat-sifatnya menjadikannya ideal untuk lingkungan di mana integritas mekanik sangat penting.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Baja 2.25Cr-1Mo	Baja Tahan Karat AISI 316	Baja AISI 4140	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Ketahanan korosi yang sangat baik	Ketangguhan yang baik	Trade-off antara ketahanan korosi dan kekuatan
Aspek Korosi Utama	Ketahanan yang baik	Ketahanan yang sangat baik	Ketahanan yang buruk	2.25Cr-1Mo kurang tahan dibandingkan baja tahan karat
Kehandalan dalam Pengelasan	Baik	Bagus	Baik	2.25Cr-1Mo memerlukan perlakuan panas pra/paska
Ketepatan Pemesinan	Sedang	Bagus	Baik	2.25Cr-1Mo lebih sulit untuk diproses
Perkiraan Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Lebih rendah	Pertimbangan biaya dapat memengaruhi pemilihan
Ketersediaan Tipikal	Umum	Umum	Umum	Ketersediaan umumnya baik untuk semua kelas

Saat memilih baja 2.25Cr-1Mo, pertimbangan termasuk sifat mekaniknya, biaya, dan ketersediaan. Meskipun memberikan kinerja yang sangat baik dalam aplikasi suhu tinggi, keterbatasannya dalam ketahanan korosi dibandingkan dengan baja tahan karat harus diakui. Memahami kebutuhan spesifik dari aplikasi akan membimbing proses pemilihan, memastikan kinerja dan keselamatan yang optimal.