304 Baja Tahan Karat: Sifat dan Aplikasi Utama

Stainless steel 303 diklasifikasikan sebagai stainless steel austenitik, yang terutama dikenal karena keunggulan kemampuan pemrosesannya dan ketahanan korosinya. Ini adalah modifikasi dari kelas 304, dengan kandungan belerang yang lebih tinggi yang meningkatkan kemampuan pemrosesan tanpa secara signifikan mengorbankan ketahanan korosi. Elemen paduan utama dalam stainless steel 303 meliputi kromium (Cr), nikel (Ni), dan belerang (S), yang berkontribusi pada sifat dan kinerja keseluruhannya.

Gambaran Umum Menyeluruh

Stainless steel 303 secara luas diakui karena kemampuannya untuk mudah diproses, menjadikannya pilihan yang disukai untuk aplikasi yang memerlukan bentuk rumit dan toleransi ketat. Paduan ini biasanya mengandung sekitar 17-19% kromium dan 8-10% nikel, yang memberikan ketahanan korosi yang sangat baik dan sifat mekanik yang baik. Penambahan belerang (hingga 0,15%) sangat penting karena meningkatkan kemampuan pemrosesan, memungkinkan kecepatan pemotongan yang lebih cepat dan masa pakai alat yang lebih lama.

Karakteristik Utama:
- Ketahanan Korosi: Menawarkan ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan korosif, termasuk kondisi atmosfer dan beberapa bahan kimia.
- Kemampuan Pemrosesan: Kemampuan pemrosesan yang luar biasa dibandingkan dengan stainless steel lainnya, menjadikannya ideal untuk pemrosesan presisi.
- Kemampuan Menyambung: Meskipun dapat dilas, tidak dianjurkan untuk aplikasi yang memerlukan pengelasan kekuatan tinggi karena potensi rendahnya ketahanan korosi di zona yang terpengaruh panas.

Keuntungan:
- Kemampuan pemrosesan yang tinggi, yang mengurangi biaya produksi.
- Ketahanan korosi yang baik, cocok untuk banyak aplikasi industri.
- Tersedia dalam berbagai bentuk, termasuk batang, lembaran, dan pelat.

Limitasi:
- Kekuatan yang lebih rendah dibandingkan beberapa grade stainless steel lainnya.
- Tidak cocok untuk aplikasi suhu tinggi karena sifat mekanik yang berkurang pada suhu yang tinggi.
- Rentan terhadap retakan korosi stres di lingkungan tertentu.

Stainless steel 303 memegang posisi penting di pasar karena kombinasi sifatnya yang unik, menjadikannya pilihan populer di industri seperti dirgantara, otomotif, dan manufaktur.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penetapan/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S30300	AS	Setara terdekat dengan AISI 304 dengan kemampuan pemrosesan yang ditingkatkan.
AISI/SAE	303	AS	Penetapan yang umum digunakan di Amerika Utara.
ASTM	A582	AS	Spesifikasi standar untuk batang stainless steel.
EN	1.4305	Eropa	Penetapan setara dalam standar Eropa.
JIS	SUS303	Jepang	Setara dengan Standard Industri Jepang.
ISO	303	Internasional	Penetapan standard internasional.

Catatan tentang Ekivalen:
Meskipun stainless steel 303 sering dianggap setara dengan stainless steel 304, perbedaan kunci terletak pada kandungan belerang, yang meningkatkan kemampuan pemrosesan di 303. Namun, ini bisa menyebabkan sedikit pengurangan dalam ketahanan korosi dibandingkan 304, terutama di lingkungan yang keras.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Kromium (Cr)	17.0 - 19.0
Nikel (Ni)	8.0 - 10.0
Mangan (Mn)	2.0 max
Silikon (Si)	1.0 max
Karbon (C)	0.15 max
Belerang (S)	0.15 max
Fosfor (P)	0.045 max

Peran utama kromium adalah memberikan ketahanan korosi, sedangkan nikel meningkatkan ketangguhan dan duktilitas. Belerang meningkatkan kemampuan pemrosesan, memungkinkan pemotongan dan pembentukan yang lebih mudah selama proses manufaktur.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Nilai/Rentang Tipikal (Unit Metrik - SI)	Nilai/Rentang Tipikal (Unit Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Annealed	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lentur (offset 0,2%)	Annealed	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Panjang Regangan	Annealed	40%	40%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell B)	Annealed	85 - 95 HRB	85 - 95 HRB	ASTM E18
Kekuatan Impak (Charpy)	-20°C	30 J	22 ft-lbf	ASTM E23

Gabungan sifat mekanik ini membuat stainless steel 303 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan duktilitas yang baik, terutama di lingkungan di mana kemudahan pemrosesan sangat penting.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Unit Metrik - SI)	Nilai (Unit Imperial)
Kepadatan	-	7.93 g/cm³	0.286 lb/in³
Titik Leleh	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Konduktivitas 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
Koeffisien Ekspansi Termal	20-100°C	16.0 x 10⁻⁶ /K	8.89 x 10⁻⁶ /°F

Kepadatan dan titik leleh menunjukkan bahwa stainless steel 303 dapat bertahan pada suhu tinggi, sementara konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifiknya menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	0 - 10	20 - 60 / 68 - 140	Baik	Risiko korosi pitting.
Asam Sulfat	0 - 10	20 - 40 / 68 - 104	Cukup	Rentan terhadap korosi lokal.
Asam Asetat	0 - 5	20 - 60 / 68 - 140	Baik	Umumnya tahan.
Atmosferik	-	-	Excellent	Berkinerja baik di sebagian besar lingkungan.

Stainless steel 303 menunjukkan ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama dalam kondisi atmosfer dan asam ringan. Namun, ia rentan terhadap pitting dan retakan korosi stres di lingkungan kaya klorida, yang dapat menjadi pertimbangan signifikan dalam aplikasi maritim.

Jika dibandingkan dengan stainless steel 304, 303 memiliki ketahanan korosi yang sedikit lebih rendah karena adanya belerang, yang dapat menyebabkan korosi lokal di lingkungan tertentu. Sebaliknya, stainless steel 316 menawarkan ketahanan korosi yang superior, terutama di lingkungan klorida, menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk aplikasi maritim.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	870	1600	Cocok untuk layanan intermiten.
Suhu Layanan Intermiten Maks	925	1700	Dapat bertahan pada suhu yang lebih tinggi untuk waktu singkat.
Suhu Pengelasan	600	1112	Risiko pengelasan pada suhu yang tinggi.
Pertimbangan kekuatan creep dimulai sekitar	600	1112	Sifat mekanik yang berkurang pada suhu tinggi.

Stainless steel 303 bekerja dengan baik pada suhu tinggi, menjaga kekuatan dan ketangguhan. Namun, paparan berkepanjangan pada suhu di atas 600 °C (1112 °F) dapat menyebabkan oksidasi dan pengelasan, yang dapat mempengaruhi integritasnya.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Menyambung

Proses Pengelasan	Logam Isian yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Pelindung yang Umum Digunakan	Catatan
TIG	ER308L	Argon	Hasil yang baik dengan teknik yang tepat.
MIG	ER308L	Campuran Argon + CO2	Cocok untuk bagian tipis.
Stick	E308L	-	Tidak disarankan untuk bagian tebal.

Stainless steel 303 dapat dilas menggunakan berbagai metode, termasuk pengelasan TIG dan MIG. Namun, sangat penting untuk menggunakan logam isian yang cocok dengan komposisi untuk mempertahankan ketahanan korosi. Pengobatan panas sebelum dan setelah pengelasan umumnya tidak diperlukan, tetapi perhatian harus diberikan untuk menghindari pemanasan berlebih, yang dapat mengurangi ketahanan korosi.

Kemampuan Pemrosesan

Parameter Pemrosesan	Stainless Steel 303	AISI 1212	Catatan/Tip
Indeks Kemampuan Pemrosesan Relatif	100	150	303 sangat mudah diproses.
Kecepatan Pemotongan Tipikal	30 m/menit	50 m/menit	Gunakan alat baja kecepatan tinggi.

Stainless steel 303 dikenal karena kemampuan pemrosesannya yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi pemrosesan presisi. Ini memungkinkan kecepatan pemotongan yang lebih tinggi dan masa pakai alat yang lebih lama dibandingkan dengan stainless steel lainnya. Kondisi optimal termasuk menggunakan alat yang tajam dan cairan pemotongan yang sesuai untuk meminimalkan pengerasan kerja.

Formabilitas

Stainless steel 303 menunjukkan formabilitas yang sedang, cocok untuk proses pembentukan dingin dan panas. Ini dapat dibengkokan dan dibentuk dengan relatif mudah, tetapi perhatian harus diberikan untuk menghindari pengerasan kerja, yang dapat menyebabkan retakan. Jari-jari bengkok minimum yang direkomendasikan biasanya 2-3 kali ketebalan material.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil Yang Diharapkan
Penggulungan	1010 - 1120 / 1850 - 2050	1 - 2 jam	Udara	Meredakan stres, meningkatkan duktilitas.
Perlakuan Solusi	1000 - 1100 / 1830 - 2010	30 menit	Air	Meningkatkan ketahanan korosi.

Proses perlakuan panas seperti penggulungan digunakan untuk meredakan stres internal dan meningkatkan duktilitas. Selama penggulungan, struktur mikro berubah, menghasilkan struktur butiran yang lebih seragam yang meningkatkan sifat keseluruhan material.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Dirgantara	Komponen pesawat	Kemampuan pemrosesan tinggi, ketahanan korosi	Bagian presisi dengan toleransi ketat.
Otomotif	Komponen mesin	Kekuatan baik, kemampuan pemrosesan	Bentuk kompleks dan tingkat produksi tinggi.
Manufaktur	Pengencang	Ketahanan korosi, kemudahan pemrosesan	Awet dan andal di berbagai lingkungan.
Kesehatan	Instrumen bedah	Biokompatibilitas, ketahanan korosi	Keamanan dan kebersihan dalam aplikasi medis.

Stainless steel 303 dipilih untuk aplikasi di mana kemampuan pemrosesan tinggi dan ketahanan korosi sedang sangat penting. Kemampuannya untuk mudah dibentuk dan dibuat menjadikannya ideal untuk komponen kompleks di berbagai industri.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	Stainless Steel 303	Stainless Steel 304	Stainless Steel 316	Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan sedang	Kekuatan lebih tinggi	Kekuatan lebih tinggi	303 lebih mudah diproses.
Aspek Korosi Utama	Baik	Excellent	Superior	316 lebih baik untuk penggunaan maritim.
Kemampuan Menyambung	Sedang	Baik	Baik	303 mungkin memerlukan pengisi khusus.
Kemampuan Pemrosesan	Excellent	Baik	Cukup	303 adalah yang terbaik untuk pemrosesan.
Formabilitas	Sedang	Baik	Cukup	303 dapat dibentuk tetapi dengan hati-hati.
Kira-kira Biaya Relatif	Sedang	Sedang	Lebih tinggi	303 efektif biaya untuk pemrosesan.
Ketersediaan Tipikal	Tinggi	Tinggi	Sedang	303 tersedia secara luas.

Ketika memilih stainless steel 303, pertimbangan meliputi kemampuan pemrosesannya yang sangat baik, ketahanan korosi yang sedang, dan kecocokannya untuk berbagai proses manufaktur. Meskipun mungkin bukan pilihan terbaik untuk lingkungan yang mengalami stres tinggi atau sangat korosif, sering kali lebih disukai untuk aplikasi di mana kemudahan pemrosesan sangat penting. Selain itu, efektivitas biayanya dan ketersediaannya menjadikannya pilihan populer di industri.

Kesimpulannya, stainless steel 303 adalah bahan yang serba guna yang menyeimbangkan kemampuan pemrosesan dan ketahanan korosi, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi. Memahami sifat dan batasannya sangat penting untuk memilih grade yang tepat untuk kebutuhan rekayasa tertentu.