Baja Stainless 308: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
308 Baja Tahan Karat diklasifikasikan sebagai baja tahan karat austenitik, dikenal karena ketahanan korosinya yang sangat baik dan kekuatan pada suhu tinggi. Kelas ini terutama lega dengan kromium (20-22%) dan nikel (10-12%), dengan tambahan molibdenum (hingga 2%) untuk meningkatkan ketahanannya terhadap korosi pitting dan celah. Kehadiran elemen-elemen ini memberikan sifat non-magnetik dan kemampuan pengelasan yang baik, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi di lingkungan yang keras.
Tinjauan Menyeluruh
308 Baja Tahan Karat sangat dihargai di industri pengelasan karena kemampuannya untuk mempertahankan kekuatan dan ketahanan terhadap korosi pada suhu tinggi. Ini sering digunakan sebagai logam pengisi untuk mengelas baja tahan karat lainnya, terutama dalam aplikasi di mana diperlukan kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap oksidasi. Kandungan kromium dan nikel yang tinggi pada baja ini menyediakan lapisan pelindung yang kuat terhadap korosi, sementara struktur austenitiknya memastikan ketangguhan dan keuletan yang sangat baik.
Keunggulan (Kelebihan):
- Ketahanan Korosi: Ketahanan yang luar biasa terhadap berbagai lingkungan korosif, termasuk kondisi asam dan alkali.
- Kemampuan Pengelasan: Sangat baik untuk aplikasi pengelasan, terutama sebagai logam pengisi untuk baja tahan karat lainnya.
- Kekuatan Pada Suhu Tinggi: Mempertahankan kekuatan dan stabilitas pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi suhu tinggi.
Keterbatasan (Kekurangan):
- Biaya: Umumnya lebih mahal dibandingkan baja kelas rendah karena elemen paduan.
- Pengerasan Kerja: Dapat menjadi keras dan rapuh jika tidak ditangani dengan baik selama proses pemesinan atau pembentukan.
- Kerentanan terhadap Retak Korosi Stres: Dalam lingkungan tertentu, terutama kondisi kaya klorida, dapat rentan terhadap retak korosi stres.
Secara historis, 308 Baja Tahan Karat telah memainkan peran penting dalam pengembangan teknologi pengelasan, terutama dalam pembuatan struktur yang membutuhkan kekuatan dan daya tahan tinggi. Posisi pasarnya tetap kuat, terutama di industri seperti konstruksi, otomotif, dan dirgantara.
Nama Alternative, Standar, dan Setara
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | S30800 | USA | Setara terdekat dengan AISI 308 |
| AISI/SAE | 308 | USA | Logam pengisi yang umum digunakan |
| ASTM | A240 | USA | Spesifikasi standar untuk pelat baja tahan karat |
| EN | 1.4301 | Europe | Setara dengan AISI 304, dengan kandungan nikel lebih tinggi |
| JIS | SUS308 | Jepang | Sifat serupa dengan AISI 308 |
| ISO | 308 | Internasional | Penunjukan standar untuk baja tahan karat austenitik |
Perbedaan antara kelas setara dapat secara signifikan mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun 1.4301 (AISI 304) memiliki kandungan nikel lebih rendah, mungkin tidak berkinerja sebaik 308 dalam aplikasi suhu tinggi.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Kisaran Persentase (%) |
|---|---|
| Cr (Kromium) | 20.0 - 22.0 |
| Ni (Nikel) | 10.0 - 12.0 |
| Mo (Molibdenum) | 0.0 - 2.0 |
| C (Karbon) | ≤ 0.08 |
| Mn (Mangan) | ≤ 2.0 |
| Si (Silikon) | ≤ 1.0 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Sulfur) | ≤ 0.03 |
Peran utama kromium adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi, sementara nikel berkontribusi pada ketangguhan dan keuletan baja. Molibdenum meningkatkan ketahanan terhadap pitting dan korosi celah, terutama di lingkungan klorida. Karbon, meskipun hadir dalam jumlah kecil, dapat mempengaruhi kekerasan dan kekuatan baja.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai/Rentang Tipikal (Satuan Metrik - SI) | Nilai/Rentang Tipikal (Satuan Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dimurnikan | 515 - 690 MPa | 75 - 100 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Tarik (0.2% offset) | Dimurnikan | 205 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Peregangan | Dimurnikan | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Pengurangan Area | Dimurnikan | 60 - 70% | 60 - 70% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell B) | Dimurnikan | 70 - 90 HRB | 70 - 90 HRB | ASTM E18 |
| Kekuatan Dampak (Charpy) | -40°C | 40 J | 30 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi dari sifat mekanis ini membuat 308 Baja Tahan Karat cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan keuletan, terutama dalam aplikasi struktural dan pengelasan. Kemampuannya untuk menahan deformasi signifikan tanpa retak sangat penting dalam kondisi beban dinamis.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Satuan Metrik - SI) | Nilai (Satuan Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 8.0 g/cm³ | 0.289 lb/in³ |
| Titik Leleh/Rentang | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruang | 16 W/m·K | 92 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapasitas Kalor Spesifik | Suhu Ruang | 500 J/kg·K | 0.119 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.72 µΩ·m | 0.0000143 Ω·in |
| Koeffisien Perluasan Termal | Suhu Ruang | 16.0 x 10⁻⁶ /K | 8.9 x 10⁻⁶ /°F |
Kepadatan 308 Baja Tahan Karat menjadikannya cocok untuk aplikasi di mana berat menjadi pertimbangan, sementara konduktivitas termal dan kapasitas kalor spesifiknya sangat penting dalam aplikasi suhu tinggi, seperti dalam penukar panas dan komponen tungku.
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 | 20-60 / 68-140 | Adil | Rentan terhadap korosi stres |
| Asam Asetat | 5-20 | 20-60 / 68-140 | Sangat Baik | Ketahanan yang baik |
| Air Laut | - | 20-60 / 68-140 | Baik | Risiko korosi celah |
| Ammonia | - | 20-60 / 68-140 | Sangat Baik | Resisten terhadap korosi stres |
308 Baja Tahan Karat menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama dalam kondisi asam dan alkali. Namun, ia rentan terhadap retak korosi stres dalam lingkungan kaya klorida, yang bisa menjadi pertimbangan penting dalam aplikasi maritim. Dibandingkan dengan 304 Baja Tahan Karat, 308 menawarkan ketahanan yang lebih baik terhadap pitting dan korosi celah, menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk aplikasi di lingkungan yang keras.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Maksimal Berkelanjutan | 870 | 1600 | Cocok untuk aplikasi suhu tinggi |
| Suhu Layanan Maksimal Sementara | 925 | 1700 | Dapat menangani paparan jangka pendek |
| Suhu Scaling | 900 | 1650 | Risiko oksidasi melampaui suhu ini |
| Pertimbangan Kekuatan Creep | 600 | 1112 | Mulai kehilangan kekuatan pada suhu tinggi |
Pada suhu tinggi, 308 Baja Tahan Karat mempertahankan sifat mekanisnya dan menunjukkan ketahanan oksidasi yang baik. Namun, paparan berkepanjangan terhadap suhu di atas 900 °C (1650 °F) dapat menyebabkan pengelupasan dan degradasi lapisan oksida pelindung, yang memerlukan pertimbangan hati-hati dalam aplikasi suhu tinggi.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| TIG | ER308L | Argon | Kandungan karbon rendah untuk mengurangi presipitasi karbida |
| MIG | ER308L | Argon/CO2 | Baik untuk bagian yang lebih tebal |
| SMAW | E308L | - | Cocok untuk semua posisi |
308 Baja Tahan Karat sangat dapat dilas, menjadikannya pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi pengelasan. Pemanasan awal umumnya tidak diperlukan, tetapi perlakuan panas pasca-las mungkin bermanfaat untuk mengurangi stres dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Cacat umum termasuk porositas dan retak, yang dapat diminimalkan melalui teknik pengelasan yang tepat.
Kemampuan Mesin
| Parameter Pemesinan | [308 Baja Tahan Karat] | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Mesin Relatif | 30% | 100% | Memerlukan alat yang tajam dan kecepatan lebih lambat |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal | 30 m/menit | 60 m/menit | Penggunaan pendingin direkomendasikan |
308 Baja Tahan Karat memiliki kemampuan mesin yang lebih rendah dibandingkan baja karbon, memerlukan pemilihan alat dan parameter pemotongan yang hati-hati. Alat baja kecepatan tinggi atau karbida direkomendasikan, dan penggunaan cairan pemotongan dapat meningkatkan umur alat dan hasil permukaan.
Formabilitas
308 Baja Tahan Karat menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan untuk proses pembentukan dingin dan panas. Namun, penting untuk dicatat bahwa pengerasan kerja yang berlebihan dapat terjadi, memerlukan kontrol yang hati-hati terhadap jari-jari pembengkokan dan teknik pembentukan untuk menghindari retak.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Kisaran Suhu (°C/°F) | Waktu Rendam Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing | 1010 - 1120 / 1850 - 2050 | 30 menit | Udara | Mengurangi stres, meningkatkan keuletan |
| Pemanasan Solusi | 1000 - 1100 / 1830 - 2010 | 30 menit | Air | Meningkatkan ketahanan korosi |
Proses perlakuan panas seperti annealing dan pemanasan solusi sangat penting untuk mengoptimalkan mikrostruktur dan sifat 308 Baja Tahan Karat. Perlakuan ini membantu mengurangi stres internal dan meningkatkan ketahanan korosi bahan, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang menuntut.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Konstruksi | Komponen struktural | Kekuatan tinggi, ketahanan korosi | Daya tahan di lingkungan yang keras |
| Otomotif | Sistem knalpot | Kekuatan suhu tinggi, kemampuan pengelasan | Performa di bawah stres termal |
| Dirgantara | Komponen mesin | Kekuatan tinggi, ketahanan oksidasi | Keamanan dan keandalan pada ketinggian tinggi |
| Pengolahan Makanan | Peralatan dan pipa | Ketahanan korosi, kemudahan pembersihan | Kebersihan dan daya tahan |
308 Baja Tahan Karat banyak digunakan di berbagai industri karena sifat mekanis dan ketahanan korosinya yang sangat baik. Di sektor konstruksi, ini menjadi favorit untuk komponen struktural yang terpapar lingkungan keras. Di industri otomotif dan dirgantara, kekuatan suhu tinggi dan kemampuan pengelasannya menjadikannya ideal untuk aplikasi kritis.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | 308 Baja Tahan Karat | 304 Baja Tahan Karat | 316 Baja Tahan Karat | Catatan Singkat Pro/Kontra atau Trade-off |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanis Utama | Kekuatan tinggi | Kekuatan sedang | Kekuatan tinggi | 308 menawarkan performa suhu tinggi yang lebih baik dibandingkan 304 |
| Aspek Korosi Utama | Baik dalam lingkungan asam | Baik dalam lingkungan umum | Excellent in chloride environments | 316 superior untuk aplikasi maritim |
| Kemampuan Pengelasan | Sangat baik | Sangat baik | Baik | 308 lebih disukai untuk aplikasi pengelasan |
| Kemampuan Mesin | Sedang | Baik | Sedang | 304 lebih mudah dikerjakan dibandingkan 308 |
| Formabilitas | Baik | Sangat baik | Baik | 304 memiliki formabilitas yang lebih baik dibandingkan 308 |
| Biaya Relatif Aproksimat | Sedang | Rendah | Tinggi | 308 lebih efektif biaya dibandingkan 316 |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Sangat Umum | Umum | 304 adalah yang paling banyak tersedia |
Saat memilih 308 Baja Tahan Karat, pertimbangan meliputi efektivitas biayanya, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik. Meskipun menawarkan kinerja yang sangat baik di lingkungan suhu tinggi dan korosif, mungkin bukan pilihan terbaik untuk setiap aplikasi, terutama di mana paparan klorida menjadi perhatian. Pilihan antara kelas 308, 304, dan 316 akan bergantung pada kondisi lingkungan spesifik dan persyaratan mekanis aplikasi.
Secara ringkas, 308 Baja Tahan Karat adalah bahan serbaguna dengan keseimbangan sifat yang kuat yang menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi, terutama dalam pengelasan dan lingkungan suhu tinggi. Kombinasi unik dari ketahanan korosi, kekuatan, dan kemampuan pengelasan memastikan relevansinya yang berkelanjutan dalam rekayasa dan manufaktur modern.