204 Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

204 stainless steel diklasifikasikan sebagai stainless steel austenitik, yang terkenal karena kandungan kromium dan nikel yang tinggi, yang berkontribusi pada ketahanan korosi dan sifat mekanis yang sangat baik. Kelas ini terutama diolah dengan sekitar 18% kromium dan 4% nikel, bersama dengan sejumlah kecil mangan, silikon, dan karbon. Kehadiran elemen-elemen ini meningkatkan kekuatan, duktilitas, dan ketahanan terhadap oksidasi secara keseluruhan.

Tinjauan Menyeluruh

204 stainless steel diakui karena kombinasi sifatnya yang unik, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi di industri seperti pengolahan makanan, pengolahan kimia, dan konstruksi. Kandungan kromium yang tinggi memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi, sementara kandungan nikel berkontribusi pada ketangguhan dan duktilitasnya. Kemampuan baja ini untuk menahan suhu tinggi dan resistensi terhadap oksidasi menjadikannya pilihan yang paling disukai untuk aplikasi yang terpapar lingkungan yang keras.

Keuntungan:
- Ketahanan Korosi: Ketahanan yang luar biasa terhadap berbagai lingkungan korosif, termasuk larutan asam dan alkalin.
- Sifat Mekanis: Kekuatan dan duktilitas yang baik, memungkinkan fabrikasi dan pembentukan yang mudah.
- Ketahanan Suhu: Mempertahankan integritas struktural pada suhu tinggi.

Limitasi:
- Biaya: Kandungan paduan yang lebih tinggi dapat menyebabkan peningkatan biaya material dibandingkan dengan baja kelas lebih rendah.
- Kemampuan Las: Meskipun dapat dilas, perhatian harus diambil untuk menghindari masalah seperti sensitisasi dan korosi intergranular.

Secara historis, 204 stainless steel telah digunakan sebagai alternatif biaya efektif untuk 304 stainless steel dalam aplikasi di mana ketahanan korosi tinggi diperlukan tetapi dengan harga yang lebih rendah. Posisi pasar ini solid, dengan permintaan yang meningkat di berbagai sektor karena sifatnya yang menguntungkan.

Nama Alternatif, Standar, dan Setara

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Daerah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S20400	USA	Setara terdekat dengan AISI 304 dengan perbedaan komposisi minor.
AISI/SAE	204	USA	Sering digunakan sebagai alternatif biaya lebih rendah untuk 304.
ASTM	A240	USA	Spesifikasi standar untuk pelat, lembaran, dan strip stainless steel kromium dan kromium-nikel.
EN	1.4306	Eropa	Sifat yang serupa tetapi mungkin memiliki spesifikasi mekanis yang berbeda.
JIS	SUS 204	Jepang	Setara dengan AISI 204, dengan variasi kecil dalam komposisi.

Perbedaan antara kelas-kelas ini sering kali terletak pada elemen paduan spesifik dan persentase mereka, yang dapat mempengaruhi sifat-sifat seperti ketahanan korosi dan kekuatan mekanis. Misalnya, meskipun 204 stainless steel mirip dengan 304, ia memiliki kandungan nikel yang lebih rendah, yang dapat mempengaruhi kinerjanya di lingkungan korosif tertentu.

Sifat Kunci

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Cr (Kromium)	18.0 - 20.0
Ni (Nikel)	3.5 - 5.0
Mn (Mangan)	0.5 - 2.0
Si (Silikon)	0.5 - 1.0
C (Karbon)	≤ 0.03
P (Fosfor)	≤ 0.045
S (Belerang)	≤ 0.03

Peran utama kromium dalam 204 stainless steel adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi, sementara nikel berkontribusi pada ketangguhan dan duktilitas. Mangan membantu dalam deoksidasi dan meningkatkan kekuatan, dan silikon meningkatkan ketahanan oksidasi.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dianilasi	Suhu Ruangan	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Kekuatan Tarik (offset 0.2%)	Dianilasi	Suhu Ruangan	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Peregangan	Dianilasi	Suhu Ruangan	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell B)	Dianilasi	Suhu Ruangan	80 - 90 HRB	80 - 90 HRB	ASTM E18
Kekuatan Impak	Charpy V-notch	-20 °C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Sifat mekanis dari 204 stainless steel, terutama kekuatan tarik dan kekuatan tariknya, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan integritas struktural yang baik di bawah beban mekanis. Peregangannya menunjukkan duktilitas yang sangat baik, memungkinkan proses pembentukan tanpa retak.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruangan	7.93 g/cm³	0.286 lb/in³
Titik Lebur/Rentang	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruangan	16.2 W/m·K	112 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruangan	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruangan	0.73 µΩ·m	0.00000073 Ω·m
Koefficientsi Ekspansi Termal	Suhu Ruangan	16.0 x 10⁻⁶/K	8.9 x 10⁻⁶/°F

Sifat fisik kunci seperti kepadatan dan konduktivitas termal signifikan untuk aplikasi yang melibatkan penukar panas dan peralatan pemrosesan termal. Titik lebur yang relatif tinggi menunjukkan kinerja yang baik di lingkungan suhu tinggi.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60	Baik	Risiko korosi pitting.
Asam Sulfat	10-20	25-50	Fair	Rentan terhadap korosi lokal.
Asam Asetat	5-10	20-40	Baik	Umumnya tahan.
Larutan Alkalin	5-15	20-60	Excellent	Ketahanan yang kuat.

204 stainless steel menunjukkan ketahanan yang baik terhadap berbagai agen korosif, terutama di lingkungan alkalin. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan yang kaya klorida, yang merupakan pertimbangan kritis untuk aplikasi di daerah maritim atau pesisir. Jika dibandingkan dengan 304 stainless steel, 204 memiliki ketahanan yang lebih rendah terhadap pitting tetapi seringkali lebih ekonomis.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	800 °C	1472 °F	Cocok untuk aplikasi suhu tinggi.
Suhu Layanan Intermiten Maks	870 °C	1598 °F	Dapat bertahan terhadap paparan jangka pendek pada suhu lebih tinggi.
Suhu Pembakaran	900 °C	1652 °F	Risiko oksidasi pada suhu tinggi.

204 stainless steel mempertahankan sifat mekaniknya pada suhu tinggi, sehingga cocok untuk aplikasi seperti penukar panas dan komponen tungku. Namun, paparan berkepanjangan pada suhu di atas 800 °C dapat menyebabkan oksidasi dan pembakaran, yang membutuhkan pertimbangan desain yang cermat.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Tipikal	Catatan
TIG	ER 308L	Argon	Pra-panas disarankan untuk menghindari retak.
MIG	ER 308L	Campuran Argon/CO2	Fusi dan penetrasi yang baik.
Stik	E308L	Tidak berlaku	Cocok untuk bagian yang lebih tebal.

204 stainless steel dapat dilas menggunakan teknik standar, meskipun pemanasan awal disarankan untuk meminimalkan risiko retak. Perlakuan panas pasca-las mungkin diperlukan untuk menghilangkan stres dan meningkatkan ketahanan korosi.

Kemampuan Pemotongan

Parameter Pemesinan	204 Stainless Steel	AISI 1212	Catatan/Tips
Indeks Kemampuan Pemesinan Relatif	60	100	Kemampuan pemesinan moderat; memerlukan alat yang tajam.
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Penggilingan)	30 m/menit	50 m/menit	Sesuaikan kecepatan berdasarkan alat dan operasi.

Kemampuan pemesinan 204 stainless steel adalah moderat, memerlukan alat dan kecepatan pemotongan yang sesuai untuk mencapai hasil yang optimal. Sangat penting untuk menggunakan alat yang tajam dan pelumas yang sesuai untuk meminimalkan keausan dan meningkatkan hasil permukaan.

Formabilitas

204 stainless steel menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan untuk proses pengerjaan dingin dan panas. Duktilitasnya memungkinkannya dibentuk menjadi bentuk yang rumit tanpa retak. Namun, perhatian harus diambil dengan jari-jari tekuk untuk menghindari pengerasan kerja.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil Yang Diharapkan
Dianilasi	1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F	1-2 jam	Udara atau air	Pelembutan, peningkatan duktilitas.
Perlakuan Solusi	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 menit	Pendinginan cepat	Pelarutan karbida, peningkatan ketahanan korosi.

Proses perlakuan panas seperti dianilasi dan perlakuan solusi sangat penting untuk mengoptimalkan mikrostruktur dan sifat 204 stainless steel. Perlakuan ini membantu menghilangkan stres internal dan meningkatkan duktilitas, sehingga material lebih mudah untuk dikerjakan.

Aplikasi Umum dan Penggunaan Akhir

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci Yang Digunakan Dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Pengolahan Makanan	Peralatan pengolahan makanan	Ketahanan korosi, kemudahan pembersihan	Standar higiene dan keselamatan.
Pengolahan Kimia	Tank penyimpanan	Kekuatan tinggi, ketahanan korosi	Daya tahan di lingkungan yang keras.
Konstruksi	Komponen struktural	Kekuatan mekanis, duktilitas	Aplikasi penyangga beban.
Otomotif	Sistem knalpot	Ketahanan suhu tinggi	Performa di bawah panas.

Aplikasi lain termasuk:
- Lingkungan laut: Karena ketahanan korosinya.
- Farmasi: Untuk peralatan yang memerlukan standar kebersihan tinggi.
- Sistem perpipaan: Di industri pengolahan kimia.

204 stainless steel dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan biaya, sifat mekanik, dan ketahanan korosi, menjadikannya cocok untuk lingkungan di mana kelas lain mungkin gagal.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	204 Stainless Steel	304 Stainless Steel	316 Stainless Steel	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanis Kunci	Kekuatan Moderat	Kekuatan Tinggi	Kekuatan Tinggi	304 dan 316 menawarkan kekuatan yang lebih baik tetapi dengan biaya lebih tinggi.
Aspek Korosi Kunci	Baik di Alkalin	Hebat di Klorida	Hebat di Klorida	204 kurang tahan terhadap pitting dibandingkan 316.
Kemampuan Las	Baik	Hebat	Baik	304 dan 316 lebih mudah dilas.
Kemampuan Pemesinan	Moderat	Baik	Moderat	304 lebih mudah diproses.
Perkiraan Biaya Relatif	Lebih Rendah	Moderat	Lebih Tinggi	Biaya efektif untuk banyak aplikasi.
Ketersediaan Tipikal	Umum	Sangat Umum	Umum	304 adalah stainless steel yang paling banyak digunakan.

Ketika memilih 204 stainless steel, pertimbangan termasuk efisiensi biaya, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik. Keseimbangan sifatnya menjadikannya pilihan yang serbaguna untuk banyak industri, meskipun mungkin tidak selalu menjadi pilihan terbaik untuk lingkungan yang sangat korosif dibandingkan dengan kelas seperti 316.

Secara ringkas, 204 stainless steel menawarkan kombinasi sifat unik yang menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi. Keuntungannya dalam ketahanan korosi dan kinerja mekanis, dikombinasikan dengan pertimbangan biaya, memposisikan sebagai material yang berharga dalam berbagai konteks rekayasa.