304 Baja Stainless: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
201 Baja Stainless Steel diklasifikasikan sebagai baja stainless austenitik, yang terutama dikenal karena kandungan kromium dan nikel yang tinggi. Biasanya mengandung sekitar 16-18% kromium dan 3-5% nikel, dengan kandungan karbon yang rendah (kurang dari 0.15%). Komposisi ini berkontribusi pada ketahanan korosi yang sangat baik, kemampuan pembentukan, dan kemampuan pengelasan, menjadikannya pilihan populer dalam berbagai aplikasi.
Tinjauan Menyeluruh
201 Baja Stainless Steel sering digunakan di lingkungan di mana ketahanan korosi sedang diperlukan, di samping sifat mekanik yang baik. Komposisi uniknya memungkinkannya untuk mempertahankan kekuatan dan ketangguhan pada suhu ambien dan suhu tinggi. Kehadiran mangan (hingga 7.5%) sebagai pengganti nikel meningkatkan kekuatannya dan membuatnya lebih hemat biaya dibandingkan dengan grade nikel yang lebih tinggi.
Karakteristik Kunci:
- Ketahanan Korosi: Menawarkan ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan korosi, meskipun kurang tahan dibandingkan dengan grade nikel yang lebih tinggi seperti 304.
- Sifat Mekanik: Menunjukkan kekuatan tarik dan duktilitas yang baik, membuatnya cocok untuk pembentukan dan fabrikasi.
- Kemampuan Pengelasan: Dapat dilas menggunakan teknik standar, meskipun perlu perhatian untuk menghindari masalah seperti korosi intergranular.
Kelebihan dan Keterbatasan:
| Kelebihan (Pros) | Keterbatasan (Cons) |
|---|---|
| Alternatif hemat biaya untuk grade nikel yang lebih tinggi | Ketahanan korosi lebih rendah dibandingkan dengan grade 304 dan 316 |
| Kemampuan pembentukan dan pengelasan yang baik | Rentan terhadap pitting di lingkungan klorida |
| Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi | Tidak cocok untuk aplikasi suhu tinggi |
201 Baja Stainless Steel telah menjadi populer di berbagai sektor, termasuk otomotif, konstruksi, dan pengolahan makanan, karena keseimbangan antara kinerja dan biaya. Secara historis, ia telah berfungsi sebagai pilihan yang lebih terjangkau untuk aplikasi yang tidak memerlukan ketahanan korosi superior dari baja stainless grade tinggi.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Grade | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | S20100 | AS | Setara terdekat dengan AISI 301 dengan perbedaan komposisi minor |
| AISI/SAE | 201 | AS | Penunjukan yang umum digunakan |
| ASTM | A240 | AS | Spesifikasi standar untuk pelat baja stainless |
| EN | 1.4372 | Eropa | Setara dalam standar Eropa |
| JIS | SUS201 | Jepang | Penunjukan standar Jepang |
Perbedaan antara 201 dan ekivalennya, seperti 301, terutama terletak pada kandungan nikel dan mangan, yang dapat memengaruhi sifat seperti ketahanan korosi dan kekuatan. Misalnya, sementara 301 memiliki kandungan nikel yang lebih tinggi, membuatnya lebih tahan terhadap korosi, 201 lebih hemat biaya untuk aplikasi di mana ketahanan korosi bukanlah perhatian utama.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| Cr (Kromium) | 16.0 - 18.0 |
| Ni (Nikel) | 3.0 - 5.0 |
| Mn (Mangan) | 5.5 - 7.5 |
| C (Karbon) | ≤ 0.15 |
| Si (Silikon) | ≤ 1.0 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Belerang) | ≤ 0.03 |
Peran utama kromium dalam 201 Baja Stainless Steel adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi, sementara nikel berkontribusi terhadap ketangguhan dan duktilitasnya. Mangan berfungsi sebagai penstabil untuk struktur austenitik dan membantu mengurangi ketergantungan pada nikel, sehingga menurunkan biaya.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai Umum/Rentang (Metrik - SI Units) | Nilai Umum/Rentang (Unit Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dikendurkan | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Luluh (0.2% offset) | Dikendurkan | 205 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Perpanjangan | Dikendurkan | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell B) | Dikendurkan | 70 - 90 | 70 - 90 | ASTM E18 |
| Kekuatan Impak (Charpy) | -20°C | 30 J | 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Sifat mekanik dari 201 Baja Stainless Steel membuatnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan duktilitas sedang. Kekuatan luluh dan kekuatan tariknya cukup untuk aplikasi struktural, sementara perpanjangan menunjukkan kemampuan pembentukan yang baik, memungkinkan untuk dibentuk tanpa retak.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik - SI Units) | Nilai (Unit Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | - | 7.93 g/cm³ | 0.286 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Kekuatan Termal | 20°C | 16.2 W/m·K | 112 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | 20°C | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | 20°C | 0.73 µΩ·m | 0.73 µΩ·in |
Kepadatan dari 201 Baja Stainless Steel menunjukkan bahan yang relatif ringan, membuatnya cocok untuk aplikasi di mana berat menjadi perhatian. Kekuatan termalnya sedang, yang bermanfaat dalam aplikasi yang memerlukan disipasi panas, sementara kapasitas panas spesifiknya menunjukkan bahwa ia dapat menyerap jumlah panas yang wajar tanpa perubahan suhu yang signifikan.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Rating Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-10 | 20-60 / 68-140 | Adil | Rentan terhadap pitting |
| Asam Asetat | 10-20 | 20-60 / 68-140 | Baik | Ketahanan sedang |
| Asam Sulfat | 5-10 | 20-60 / 68-140 | Kurang Baik | Tidak dianjurkan |
| Atmosfer | - | - | Excellent | Ketahanan baik |
201 Baja Stainless Steel menunjukkan ketahanan yang baik terhadap korosi atmosfer dan ketahanan sedang terhadap asam organik. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan klorida, yang dapat menjadi kerugian signifikan dalam aplikasi maritim atau pesisir. Dibandingkan dengan grade 304 dan 316, ketahanan korosi 201 lebih rendah, terutama di lingkungan kaya klorida, sehingga kurang cocok untuk aplikasi yang terpapar air laut atau garam pencair.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Maksimum Kontinu | 800 °C | 1472 °F | - |
| Suhu Layanan Maksimum Intermiten | 870 °C | 1598 °F | - |
| Suhu Pengikisan | 900 °C | 1652 °F | Risiko oksidasi |
Pada suhu tinggi, 201 Baja Stainless Steel mempertahankan kekuatan dan ketangguhannya, tetapi paparan yang berkepanjangan dapat menyebabkan oksidasi. Tidak dianjurkan untuk aplikasi yang memerlukan layanan kontinu di atas 800 °C karena risiko pengikisan dan kehilangan sifat mekanik.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Perekat Perisai yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| TIG | ER308L | Argon | Hasil baik dengan teknik yang tepat |
| MIG | ER308L | Campuran Argon/CO2 | Memerlukan pemanasan awal untuk bagian yang lebih tebal |
201 Baja Stainless Steel umumnya dianggap dapat dilas menggunakan teknik standar. Namun, pemanasan awal mungkin diperlukan untuk bagian yang lebih tebal untuk mencegah retak. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat meningkatkan ketahanan korosi dari sambungan las.
Kebermachinan
| Parameter Pemesinan | 201 Baja Stainless Steel | AISI 1212 (Benchmark) | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kebermachinan Relatif | 50 | 100 | Kebermachinan sedang |
| Kecepatan Pemotongan Umum (Pembalikan) | 30-50 m/menit | 80-100 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Pemrosesan 201 Baja Stainless Steel dapat menjadi tantangan karena karakteristik pengerasan kerjanya. Menggunakan alat pemotong dan kecepatan yang sesuai sangat penting untuk mendapatkan hasil optimal.
Kemampuan Pembentukan
201 Baja Stainless Steel menunjukkan kemampuan pembentukan yang baik, memungkinkan proses pembentukan dingin dan panas. Ia dapat ditekuk dan dibentuk tanpa retak, meskipun perhatian harus diberikan untuk menghindari pengerasan kerja yang berlebihan.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Merendam Umum | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Pemulihan | 1050-1150 °C / 1922-2102 °F | 1-2 jam | Udara atau air | Meredakan stres, meningkatkan duktilitas |
Proses perlakuan panas seperti pemulihan dapat secara signifikan meningkatkan duktilitas dan ketangguhan dari 201 Baja Stainless Steel, memungkinkan untuk lebih mudah dibentuk dan dilas.
Aplikasi Umum dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Dimanfaatkan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Otomotif | Sistem knalpot | Ketahanan korosi, kekuatan | Hemat biaya dan tahan lama |
| Konstruksi | Fitur arsitektur | Kemampuan pembentukan, daya tarik estetika | Permukaan yang baik |
| Pengolahan Makanan | Peralatan penanganan makanan | Ketahanan korosi, kebersihan | Mudah dibersihkan dan dipelihara |
Aplikasi lain meliputi:
* Peralatan dapur
* Peralatan pemrosesan kimia
* Komponen HVAC
201 Baja Stainless Steel dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan antara biaya, sifat mekanik, dan ketahanan korosi, menjadikannya cocok untuk lingkungan di mana paparan terhadap kelembaban dan bahan kimia umum.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | 201 Baja Stainless Steel | 304 Baja Stainless Steel | 316 Baja Stainless Steel | Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Kunci | Kekuatan sedang | Kekuatan tinggi | Kekuatan tinggi | 304 dan 316 menawarkan kinerja yang lebih baik |
| Aspek Korosi Kunci | Adil dalam klorida | Excellent | Excellent | 201 kurang tahan terhadap pitting |
| Kemampuan Pengelasan | Baik | Excellent | Baik | 304 dan 316 lebih mudah dilas |
| Kebermachinan | Sedang | Baik | Sedang | 304 lebih mudah dikerjakan |
| Kemampuan Pembentukan | Baik | Excellent | Baik | 304 lebih duktil |
| Perkiraan Biaya Relatif | Lebih rendah | Sedang | Lebih tinggi | 201 lebih hemat biaya |
| Ketersediaan Umum | Umum | Sangat umum | Umum | 304 tersedia luas |
Saat memilih 201 Baja Stainless Steel, pertimbangan mencakup biaya-efektivitas, ketersediaan, dan kondisi lingkungan spesifik yang akan dihadapinya. Meskipun menawarkan keseimbangan sifat yang baik untuk banyak aplikasi, keterbatasannya dalam ketahanan korosi harus dievaluasi dengan hati-hati dibandingkan dengan persyaratan penggunaan yang dimaksudkan. Selain itu, sifat magnetiknya membuatnya cocok untuk aplikasi tertentu di mana bahan non-magnet lebih disukai.
Secara singkat, 201 Baja Stainless Steel adalah material yang serbaguna dan hemat biaya yang menemukan aplikasi di berbagai industri. Sifat uniknya menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi, tetapi pertimbangan cermat terhadap keterbatasannya sangat penting untuk kinerja yang optimal.