253MA Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

Stainless steel 253MA diklasifikasikan sebagai stainless steel austenitik, terkenal karena kandungan krom dan nikel yang tinggi, bersama dengan penambahan unsur tanah jarang. Kelas baja ini dirancang untuk memberikan ketahanan oksidasi yang sangat baik dan kekuatan pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi di lingkungan di mana panas dan korosi menjadi perhatian yang signifikan.

Tinjauan Menyeluruh

Baja stainless 253MA sebagian besar terdiri dari krom (20-22%), nikel (10-12%), dan persentase kecil nitrogen (0.1-0.2%), dengan penambahan unsur tanah jarang seperti cerium dan lanthanum. Unsur paduan ini berkontribusi pada sifat uniknya, seperti ketahanan oksidasi yang lebih baik dan peningkatan kekuatan mekanik pada suhu tinggi.

Karakteristik paling signifikan dari 253MA meliputi:

• Kekuatan pada suhu tinggi: Mempertahankan integritas mekanis pada suhu hingga 1150°C (2100°F).
• Ketahanan oksidasi yang sangat baik: Terutama dalam lingkungan suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi tungku.
• Baik untuk pengelasan: Memungkinkan proses fabrikasi dan penyambungan yang efektif.
• Ketahanan terhadap retak korosi akibat tegangan: Terutama dalam lingkungan klorida.

Keuntungan:
- Kinerja luar biasa dalam aplikasi suhu tinggi.
- Ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan penimbunan.
- Serbaguna untuk berbagai metode fabrikasi.

Limitasi:
- Biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan stainless steel standar.
- Memerlukan penanganan yang hati-hati selama pengelasan untuk menghindari cacat.

Secara historis, 253MA telah digunakan di industri seperti petrokimia, pembangkit listrik, dan pembakaran limbah, di mana sifatnya sangat penting untuk mempertahankan integritas struktural di bawah kondisi ekstrem.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Region Asal	Catatan/Komentar
UNS	S30815	USA	Ekivalen terdekat ke EN 1.4835
AISI/SAE	253MA	USA	Penunjukan yang umum digunakan
ASTM	A240	USA	Spesifikasi standar untuk pelat stainless steel
EN	1.4835	Eropa	Perbedaan komposisi kecil yang perlu diperhatikan
JIS	SUS 310S	Jepang	Sifat serupa tetapi kandungan nikel lebih rendah

Perbedaan antara kelas-kelas ini sering terletak pada unsur paduan spesifik dan sifat mekaniknya, yang dapat mempengaruhi kinerjanya dalam aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun 1.4835 memiliki ketahanan oksidasi yang serupa, ia mungkin tidak berkinerja sebaik 253MA dalam kondisi suhu tinggi yang terus menerus.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Cr (Krom)	20.0 - 22.0
Ni (Nikel)	10.0 - 12.0
N (Nitrogen)	0.1 - 0.2
Ce (Cerium)	0.1 - 0.5
La (Lanthanum)	0.01 - 0.1
Fe (Besi)	Seimbang

Peran utama krom adalah untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, sementara nikel berkontribusi pada ketangguhan dan kelenturan baja. Nitrogen meningkatkan kekuatan dan memperbaiki ketahanan terhadap korosi pitting. Penambahan unsur tanah jarang seperti cerium dan lanthanum membantu dalam memperhalus mikrostruktur, meningkatkan kinerja pada suhu tinggi.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Annealed	Suhu Ruang	550 - 750 MPa	80 - 110 ksi	ASTM E8
Kekuatan Patah (0.2% offset)	Annealed	Suhu Ruang	250 - 350 MPa	36 - 51 ksi	ASTM E8
Peregangan	Annealed	Suhu Ruang	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell B)	Annealed	Suhu Ruang	85 - 95 HRB	85 - 95 HRB	ASTM E18
Kekuatan Dampak (Charpy)	Annealed	-196°C	40 J	30 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi dari sifat mekanik ini menjadikan 253MA cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan tinggi, terutama di bawah beban mekanis dan stres termal.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.9 g/cm³	0.286 lb/in³
Titik Leleh/Rentang	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	15 W/m·K	87 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0.72 µΩ·m	0.72 µΩ·in
Koeffisien Perluasan Termal	20 - 100 °C	16.5 x 10⁻⁶/K	9.2 x 10⁻⁶/°F

Kepadatan dan titik leleh menunjukkan bahwa 253MA dapat bertahan pada suhu tinggi tanpa deformasi yang signifikan. Konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifiknya membuatnya cocok untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60 / 68-140	Baik	Risiko pitting
Asam Sulfat	10-30	20-40 / 68-104	Fair	Rentan terhadap korosi lokal
Asam Asetat	5-20	20-60 / 68-140	Sangat Baik	Ketahanan yang baik
Air Laut	-	20-60 / 68-140	Baik	Risiko korosi celah

253MA menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap oksidasi dan penimbunan pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk digunakan di lingkungan dengan stres termal tinggi. Ia berkinerja baik terhadap berbagai agen korosif, terutama di lingkungan asam dan kaya klorida. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting dalam larutan klorida, yang memerlukan perhatian hati-hati dalam aplikasi maritim.

Ketika dibandingkan dengan stainless steel lainnya, seperti 316L dan 310S, 253MA menunjukkan kinerja unggul dalam aplikasi suhu tinggi, sementara 316L menawarkan ketahanan yang lebih baik terhadap pitting di lingkungan klorida.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Catatan
Suhu Layanan Kontinu Maks	1150	2100	Cocok untuk paparan jangka panjang
Suhu Layanan Intermiten Maks	1200	2192	Hanya untuk paparan jangka pendek
Suhu Penimbunan	1150	2100	Risiko oksidasi di atas batas ini
Pertimbangan Kekuatan Creep dimulai sekitar	800	1472	Penting untuk aplikasi jangka panjang

Pada suhu tinggi, 253MA mempertahankan sifat mekaniknya dan menunjukkan ketahanan oksidasi yang sangat baik. Namun, paparan berkepanjangan pada suhu di atas 1150°C dapat menyebabkan penimbunan, yang dapat mempengaruhi kinerjanya dalam aplikasi suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Tipikal	Catatan
TIG	ER308L	Argon	Bagus untuk bagian tipis
MIG	ER308L	Argon + CO2	Cocok untuk bagian yang lebih tebal
SMAW	E308L	-	Memerlukan pemanasan awal untuk bagian tebal

253MA umumnya dianggap memiliki kemampuan pengelasan yang baik, meskipun pemanasan awal mungkin diperlukan untuk bagian yang lebih tebal untuk menghindari retak. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat meningkatkan sifat mekanik pengelasan dan mengurangi tegangan residual.

Keberhasilan Mesin

Parameter Pemesinan	253MA	AISI 1212	Catatan/Tip
Indeks Keberhasilan Mesin Relatif	50%	100%	Memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Putaran)	30 m/menit	60 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik

Pemesinan 253MA bisa menjadi tantangan karena karakteristik pengerasan kerjanya. Disarankan untuk menggunakan alat tajam dan kecepatan pemotongan yang lebih rendah untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Formabilitas

253MA menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan untuk proses pembentukan dingin dan panas. Namun, karena sifat pengerasan kerjanya, pertimbangan hati-hati terhadap jari-jari bengkok dan teknik pembentukan diperlukan untuk menghindari retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Rendam Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Annealing Solusi	1050 - 1150 / 1922 - 2102	30 menit	Udara	Larutkan karbida, tingkatkan kelenturan
Pelepasan Stres	600 - 800 / 1112 - 1472	1-2 jam	Udara	Kurangi tegangan residual

Proses perlakuan panas seperti annealing solusi meningkatkan kelenturan dan ketangguhan 253MA dengan melarutkan karbida dan memperhalus mikrostruktur. Perlakuan ini penting untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap retak korosi akibat tegangan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan
Petrokimia	Penukar panas	Kekuatan suhu tinggi, ketahanan oksidasi	Penting untuk efisiensi proses
Pembangkit Listrik	Pipa boiler	Kekuatan creep yang tinggi, ketahanan korosi	Kritis untuk keselamatan dan kinerja
Pembakaran Limbah	Komponen tungku	Ketahanan oksidasi yang sangat baik	Menjamin umur panjang di lingkungan yang keras

Aplikasi lain termasuk:

• Peralatan pemrosesan kimia
• Komponen dirgantara
• Mesin pemrosesan makanan

Dalam aplikasi ini, 253MA dipilih karena kemampuannya untuk bertahan dalam kondisi ekstrem sambil mempertahankan integritas struktural.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	253MA	316L	310S	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Kelenturan yang baik	Kekuatan suhu tinggi yang sangat baik	253MA unggul dalam aplikasi suhu tinggi
Aspek Korosi Utama	Baik dalam asam	Sangat baik dalam klorida	Baik dalam oksidasi suhu tinggi	316L lebih baik untuk lingkungan klorida
Pengelasan	Baik	Sangat baik	Baik	253MA memerlukan penanganan yang hati-hati
Pemesinan	Sedang	Baik	Baik	253MA lebih sulit untuk dikerjakan
Formabilitas	Baik	Sangat baik	Baik	253MA memerlukan teknik pembengkokan yang hati-hati
Biaya Relatif Sekitar	Lebih tinggi	Sedang	Sedang	Pertimbangan biaya dapat mempengaruhi pemilihan
Ketersediaan Tipikal	Sedang	Tinggi	Tinggi	253MA mungkin tidak tersedia secepat itu

Ketika memilih 253MA, pertimbangan termasuk biaya-efektifnya, ketersediaan, dan kesesuaiannya untuk aplikasi tertentu. Sifat uniknya menjadikannya ideal untuk lingkungan tinggi dan korosif, meskipun biayanya yang lebih tinggi dibandingkan stainless steel lainnya bisa menjadi faktor pembatas.

Singkatnya, stainless steel 253MA adalah bahan serbaguna yang menawarkan kinerja luar biasa dalam aplikasi yang menuntut. Kombinasi unik sifat mekanik dan ketahanan terhadap korosi menjadikannya pilihan yang disukai dalam industri di mana keandalan dan daya tahan sangat penting.