303Se Baja Tahan Karat: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
303Se stainless steel adalah jenis khusus dari stainless steel austenitik, yang dikenal terutama karena machinability yang ditingkatkan akibat penambahan selenium. Kelas baja ini termasuk dalam seri 300 dari stainless steel, yang ditandai dengan ketahanan korosi yang tinggi dan sifat mekanik yang sangat baik. Elemen paduan utama dalam 303Se termasuk kromium (Cr), nikel (Ni), dan selenium (Se), dengan kromium memberikan ketahanan korosi, nikel meningkatkan ketangguhan dan ductility, dan selenium meningkatkan machinability.
Ikhtisar Komprehensif
Stainless steel 303Se diklasifikasikan sebagai stainless steel austenitik, yang berarti memiliki struktur kristal kubik berpusat muka yang berkontribusi pada ductility dan ketangguhan yang sangat baik. Komposisi kimia khasnya mencakup sekitar 17-19% kromium, 8-10% nikel, dan 0.15-0.35% selenium. Kehadiran selenium sangat signifikan karena memungkinkan machinability yang lebih baik dibandingkan dengan jenis austenitik lainnya, menjadikannya pilihan yang disukai untuk aplikasi pemesinan presisi.
Karakteristik paling signifikan dari stainless steel 303Se termasuk:
- Machinability Tinggi: Penambahan selenium meningkatkan machinability material, memungkinkan kecepatan pemotongan yang lebih cepat dan umur alat yang lebih panjang.
- Ketahanan Korosi: Seperti stainless steel austenitik lainnya, 303Se menunjukkan ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan korosif, termasuk kondisi atmosferik dan banyak bahan kimia.
- Weldability Baik: Kelas ini dapat dilas menggunakan teknik standar, meskipun harus hati-hati untuk menghindari overheating, yang dapat mengurangi ketahanan korosi.
Kelebihan dan Keterbatasan
| Kelebihan (Pro) | Keterbatasan (Kontra) |
|---|---|
| Machinability yang sangat baik, ideal untuk komponen presisi | Kekuatan lebih rendah dibandingkan beberapa kelas stainless steel lainnya |
| Ketahanan korosi yang baik di banyak lingkungan | Tidak cocok untuk aplikasi suhu tinggi |
| Formabilitas dan weldability yang baik | Ketahanan terbatas terhadap lingkungan agresif tertentu, seperti klorida |
Stainless steel 303Se memiliki posisi yang kuat di pasar karena kombinasi unik sifatnya, menjadikannya pilihan populer di industri seperti dirgantara, otomotif, dan manufaktur. Signifikansi historisnya terletak pada pengembangannya sebagai solusi untuk aplikasi yang membutuhkan baik machinability tinggi maupun ketahanan korosi.
Nama Alternatif, Standar, dan Setara
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | S30323 | USA | Setara terdekat dengan AISI 303 dengan penambahan selenium |
| AISI/SAE | 303Se | USA | Machinability yang ditingkatkan dibandingkan 303 standar |
| ASTM | A276 | USA | Spesifikasi standar untuk batang stainless steel |
| EN | 1.4305 | Eropa | Setara dengan AISI 303 dengan perbedaan komposisi kecil |
| JIS | SUS303Se | Jepang | Sifat serupa dengan variasi regional |
Perbedaan antara 303Se dan setara-setaranya sering terletak pada persentase spesifik elemen paduan dan sifat mekanik yang dihasilkan. Misalnya, sementara 303Se menawarkan machinability yang lebih baik, kelas lain mungkin memberikan ketahanan korosi atau kekuatan yang lebih baik, menjadikannya penting untuk memilih kelas yang tepat berdasarkan kebutuhan aplikasi.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| Cr (Kromium) | 17.0 - 19.0 |
| Ni (Nikel) | 8.0 - 10.0 |
| Se (Selenium) | 0.15 - 0.35 |
| C (Karbon) | ≤ 0.15 |
| Mn (Mangan) | ≤ 2.0 |
| Si (Silikon) | ≤ 1.0 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Belerang) | ≤ 0.30 |
Peran utama kromium dalam 303Se adalah untuk memberikan ketahanan korosi, sementara nikel meningkatkan ketangguhan dan ductility baja. Selenium, tambahan kunci, secara signifikan meningkatkan machinability, memungkinkan proses pemesinan yang lebih efisien. Karbon, mangan, dan silikon berkontribusi pada kekuatan dan stabilitas keseluruhan paduan.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Temper | Nilai/Range Tipikal (Satuan Metrik - SI) | Nilai/Range Tipikal (Satuan Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Annealed | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lentur (0.2% offset) | Annealed | 210 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Peregangan | Annealed | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell B) | Annealed | 80 - 90 HRB | 80 - 90 HRB | ASTM E18 |
| Kekuatan Impak | - | 40 J (pada -20°C) | 29.5 ft-lbf (pada -4°F) | ASTM E23 |
Komposisi sifat mekanik ini membuat stainless steel 303Se cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ductility yang baik, terutama di bawah kondisi beban mekanis. Tingkat peregangan dan kekuatan impaknya yang tinggi menunjukkan bahwa ia dapat menahan deformasi signifikan sebelum kegagalan, menjadikannya ideal untuk komponen yang dikenakan beban dinamis.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Satuan Metrik - SI) | Nilai (Satuan Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | - | 7.93 g/cm³ | 0.286 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Kepadatan Termal | 20 °C | 16.2 W/m·K | 112 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | 20 °C | 500 J/(kg·K) | 0.119 BTU/(lb·°F) |
| Resistivitas Listrik | 20 °C | 0.73 µΩ·m | 0.73 µΩ·in |
| Kohesif Ekspansi Termal | 20 - 100 °C | 16.0 x 10⁻⁶ /K | 8.89 x 10⁻⁶ /°F |
Kepadatan stainless steel 303Se sangat penting untuk aplikasi di mana berat merupakan pertimbangan, seperti pada komponen dirgantara. Konduktivitas termalnya dan kapasitas panas spesifik membuatnya cocok untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas, sementara resistivitas listrik menunjukkan kesesuaiannya untuk aplikasi listrik tertentu.
Ketahanan Korosi
| Agens Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5% | 20-60 °C (68-140 °F) | Adil | Risiko pitting |
| Asam Sulfat | 10% | 20 °C (68 °F) | Baik | Ketahanan terbatas |
| Asam Asetat | 5-10% | 20-60 °C (68-140 °F) | Baik | Rentan terhadap retak korosi stres |
| Atmosferik | - | - | Excellent | Ketahanan baik terhadap oksidasi |
Stainless steel 303Se menunjukkan ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama dalam kondisi atmosfer. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan klorida, yang bisa menjadi perhatian dalam aplikasi laut. Dibandingkan dengan kelas lain seperti stainless steel 316, yang memiliki kandungan molibdenum lebih tinggi untuk meningkatkan ketahanan klorida, 303Se mungkin tidak tampil sebaik di lingkungan yang sangat korosif.
Ketahanan Terhadap Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 870 °C | 1600 °F | Cocok untuk layanan intermiten |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 925 °C | 1700 °F | Ketahanan oksidasi terbatas pada suhu tinggi |
| Suhu Skala | 600 °C | 1112 °F | Risiko skala di atas suhu ini |
Pada suhu tinggi, stainless steel 303Se mempertahankan kekuatan dan ductility-nya, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan paparan panas. Namun, paparan berkepanjangan terhadap suhu tinggi dapat menyebabkan oksidasi dan skala, yang dapat mempengaruhi kinerjanya di lingkungan tertentu.
Sifat Fabrikasi
Weldability
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Perekat Pelindung yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| TIG | ER308L | Argon | Preheat dianjurkan |
| MIG | ER308L | Argon + CO2 | Ciri peleburan yang baik |
| Stick (SMAW) | E308L | - | Cocok untuk pengelasan lapangan |
Stainless steel 303Se umumnya dianggap memiliki weldability yang baik. Namun, preheating mungkin diperlukan untuk menghindari retak, terutama di bagian yang lebih tebal. Perlakuan panas pasca las juga dapat meningkatkan ketahanan korosi dan mengurangi stres residu.
Machinability
| Parameter Pemesinan | 303Se | AISI 1212 | Catatan/Tip |
|---|---|---|---|
| Indeks Machinability Relatif | 90 | 100 | 303Se menawarkan machinability yang sangat baik |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Turning) | 80 m/menit | 100 m/menit | Kecepatan lebih tinggi dapat dicapai dengan 303Se |
Stainless steel 303Se dikenal karena machinability yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk komponen presisi. Kondisi pemotongan optimal termasuk penggunaan alat tajam dan pendingin yang tepat untuk meningkatkan umur alat dan hasil permukaan.
Formability
Stainless steel 303Se menunjukkan formability yang baik, memungkinkan proses pembentukan dingin dan panas. Ia dapat ditekuk dan dibentuk tanpa risiko retak yang signifikan, meskipun harus berhati-hati untuk menghindari pengerasan akibat kerja, yang dapat meningkatkan risiko kegagalan selama operasi pembentukan.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Perendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing | 1010 - 1120 °C (1850 - 2050 °F) | 1 - 2 jam | Udara atau air | Mengurangi stres, meningkatkan ductility |
| Perlakuan Larutan | 1000 - 1100 °C (1830 - 2010 °F) | 30 menit | Air | Menstabilkan struktur austenitik |
Selama perlakuan panas, 303Se mengalami transformasi metalurgi yang meningkatkan sifatnya. Annealing membantu mengurangi stres internal dan meningkatkan ductility, sementara perlakuan larutan dapat menstabilkan struktur austenitik, meningkatkan ketahanan korosi.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipe
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Kunci Baja yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Dirgantara | Komponen pesawat | Kekuatan tinggi, machinability baik | Bagian presisi dengan toleransi yang ketat |
| Otomotif | Bagian mesin | Ketahanan korosi, formabilitas | Daya tahan dan kinerja di bawah tekanan |
| Manufaktur | Pengikat | Machinability tinggi, weldability | Produksi dan perakitan yang efisien |
| Kesehatan | Instrumen bedah | Ketahanan korosi, biokompatibilitas | Kebutuhan keselamatan dan kebersihan |
Stainless steel 303Se dipilih untuk aplikasi yang memerlukan presisi tinggi dan ketahanan korosi yang sangat baik. Machinability-nya membuatnya ideal untuk komponen yang perlu diproduksi dengan cepat dan efisien, seperti pengikat dan instrumen bedah.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | 303Se | Stainless Steel 316 | Stainless Steel 304 | Catatan Singkat Pro/Kontra atau Trade-off |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Kunci | Kekuatan sedang | Kekuatan lebih tinggi | Kekuatan sedang | 316 menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik |
| Aspek Korosi Kunci | Adil di klorida | Excellent di klorida | Baik di sebagian besar lingkungan | 316 lebih disukai untuk aplikasi laut |
| Weldability | Baik | Baik | Baik | Semua kelas dapat dilas, tetapi 316 memiliki sifat pasca-weld yang lebih baik |
| Machinability | Sangat baik | Sedang | Baik | 303Se unggul untuk pemesinan |
| Formability | Baik | Baik | Baik | Semua kelas dapat dibentuk secara efektif |
| Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Lebih tinggi | Sedang | Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Sangat umum | 304 adalah stainless steel yang paling banyak digunakan |
Saat memilih stainless steel 303Se, pertimbangannya mencakup machinability yang sangat baik dan ketahanan korosi yang baik, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi. Namun, untuk lingkungan dengan paparan klorida tinggi, alternatif seperti stainless steel 316 mungkin lebih sesuai karena ketahanan pitting dan korosi celahnya yang unggul. Selain itu, biaya dan ketersediaan kelas-kelas ini harus diperhitungkan dalam proses pengambilan keputusan, karena kondisi pasar dapat mempengaruhi pemilihan material.