310S Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

310S stainless steel adalah baja tahan karat austenitik yang dikenal karena kekuatan suhu tinggi dan ketahanan oksidasinya yang sangat baik. Ini terutama terdiri dari besi, kromium, dan nikel, dengan kandungan karbon yang rendah yang meningkatkan kemampuan pengelasan dan ketahanan terhadap korosi intergranular. Elemen paduan utama meliputi:

• Kromium (Cr): Biasanya 24-26%, yang memberikan ketahanan korosi dan berkontribusi pada kekuatan keseluruhan baja.
• Nikel (Ni): Biasanya 19-22%, yang meningkatkan ketangguhan dan keterulenan, terutama pada suhu tinggi.
• Molybdenum (Mo): Ada dalam jumlah kecil (hingga 0,75%), yang meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting dan celah.

Karakteristik Utama

Baja tahan karat 310S dicirikan oleh:
- Ketahanan suhu tinggi: Cocok untuk aplikasi yang melibatkan suhu hingga 1150°C (2100°F).
- Ketahanan korosi: Ketahanan oksidasi dan sulfidasi yang sangat baik.
- Kemampuan pengelasan yang baik: Kandungan karbon yang rendah meminimalkan risiko presipitasi karbida selama pengelasan.

Kelebihan dan Keterbatasan

Kelebihan:
- Ketahanan terhadap oksidasi dan korosi pada suhu tinggi yang luar biasa.
- Sifat mekanik yang baik pada suhu tinggi.
- Kemampuan pengelasan dan pembentukan yang sangat baik.

Keterbatasan:
- Biaya lebih tinggi dibandingkan baja tahan karat kelas rendah.
- Tidak cocok untuk aplikasi yang melibatkan lingkungan reduktor yang kuat.

Secara historis, 310S telah banyak digunakan di industri seperti petrokimia, pembangkit listrik, dan pengolahan makanan karena sifat uniknya.

Nama Alternatif, Standar, dan Kesequivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S31008	AS	Kesequivalen terdekat dengan AISI 310
AISI/SAE	310S	AS	Varian karbon rendah dari 310
ASTM	A240	AS	Spesifikasi standar untuk pelat baja tahan karat
EN	1.4845	Eropa	Kesequivalen dalam standar Eropa
JIS	SUS310S	Jepang	Penunjukan standar Jepang
GB	00Cr25Ni20	China	Kesequivalen China dengan perbedaan komposisi minor

Perbedaan antara kesequivalen ini dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun S31008 dan SUS310S serupa, variasi dalam kandungan nikel dapat mempengaruhi ketahanan korosi di lingkungan tertentu.

Properti Utama

Kombinasi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Fe (Besi)	Seimbang
Cr (Kromium)	24.0 - 26.0
Ni (Nikel)	19.0 - 22.0
Mo (Molybdenum)	0.0 - 0.75
C (Karbon)	≤ 0.08
Mn (Mangan)	≤ 2.0
Si (Silikon)	≤ 1.0
P (Fosfor)	≤ 0.045
S (Belerang)	≤ 0.03

Peran utama kromium adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi, sementara nikel meningkatkan ketangguhan dan keterulenan. Molybdenum berkontribusi pada ketahanan terhadap pitting, menjadikannya 310S cocok untuk lingkungan yang keras.

Sifat Mekanik

Properti	Kondisi/Temper	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dianilasi	520 - 720 MPa	75 - 104 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lecak (0.2% offset)	Dianilasi	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Panjang Perpanjangan	Dianilasi	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Hardness (Rockwell B)	Dianilasi	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	ASTM E18
Kekuatan Impak	-20°C (-4°F)	40 J	30 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi dari kekuatan tarik dan kekuatan lecak yang tinggi, bersama dengan perpanjangan yang baik, membuat 310S cocok untuk aplikasi yang memerlukan integritas struktural di bawah beban mekanik.

Properti Fisik

Properti	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.93 g/cm³	0.286 lb/in³
Titik Lebur	-	1400 - 1450 °C	2550 - 2642 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	16.2 W/m·K	112 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

Kepadatan dan titik lebur menunjukkan bahwa 310S dapat bertahan pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi di lingkungan ekstrim. Konduktivitas termalnya sedang, yang bermanfaat untuk aplikasi yang memerlukan retensi panas.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	0 - 10	20 - 60	Baik	Risiko pitting
Asam Sulfat	0 - 10	20 - 50	Sedang	Rentan terhadap SCC
Asam Asetat	0 - 10	20 - 60	Baik	Ketahanan sedang
Air Laut	-	20 - 30	Sangat Baik	Resisten terhadap korosi

Baja tahan karat 310S menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap oksidasi dan korosi dalam berbagai lingkungan, termasuk atmosfer, asam, dan kondisi salin. Namun, dapat rentan terhadap retak korosi tegangan (SCC) di lingkungan klorida.

Jika dibandingkan dengan kelas seperti 316L, yang mengandung molybdenum untuk meningkatkan ketahanan pitting, 310S mungkin lebih baik dalam aplikasi suhu tinggi tetapi mungkin tidak seefektif di lingkungan kaya klorida.

Ketahanan Panasan

Properti/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	1150 °C	2100 °F	Cocok untuk aplikasi suhu tinggi
Suhu Layanan Intermiten Maks	1050 °C	1922 °F	Paparan jangka pendek saja
Suhu Penipisan	900 °C	1652 °F	Risiko oksidasi setelah titik ini

310S mempertahankan kekuatan dan ketahanan oksidasi pada suhu yang tinggi, menjadikannya ideal untuk komponen tungku dan penukar panas. Namun, paparan berkepanjangan melebihi suhu pelayanan maksimumnya dapat menyebabkan pelapukan dan mengurangi sifat mekanik.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Penangkal yang Umum	Catatan
TIG	ER310S	Argon	Sangat bagus untuk bagian tipis
MIG	ER310	Argon + CO2	Bagus untuk bagian yang lebih tebal
SMAW	E310-16	-	Cocok untuk semua posisi

310S sangat mudah dilas, dengan logam pengisi yang direkomendasikan yang sesuai dengan komposisinya. Perlakuan panas sebelum dan sesudah pengelasan dapat meningkatkan kualitas las dan mengurangi risiko retak.

Kemampuan Mesin

Parameter Pemesinan	310S	AISI 1212	Catatan/Petunjuk
Indeks Kemampuan Mesin Relatif	30%	100%	Memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat
Kecepatan Pemotongan Tipikal	20 m/menit	60 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik

Pemesinan 310S dapat menjadi tantangan karena karakteristik ketangguhan dan pengerasan kerja. Kondisi optimal termasuk menggunakan alat yang tajam dan kecepatan pemotongan yang lebih lambat untuk mencegah keausan berlebihan.

Pembentukan

310S menunjukkan kemampuan pembentukan yang baik, memungkinkan untuk pengerjaan dingin dan panas. Namun, laju pengerasan kerjanya dapat menyebabkan tantangan dalam membentuk bentuk yang kompleks. Radius bengkok yang direkomendasikan harus lebih besar daripada yang untuk kelas yang lebih rendah untuk menghindari retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil Yang Diharapkan
Dianilasi	1050 - 1150 °C / 1922 - 2100 °F	1 - 2 jam	Udara atau air	Mengurangi tegangan, meningkatkan ketahanan
Perlakuan Solusi	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 menit	Air	Meningkatkan ketahanan korosi

Proses perlakuan panas seperti dianilasi dapat secara signifikan meningkatkan keterulenan dan ketangguhan 310S, menjadikannya lebih cocok untuk aplikasi yang menuntut.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Properti Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi ini	Alasan Pemilihan (Secara Singkat)
Petrokimia	Penukar panas	Kekuatan suhu tinggi, ketahanan korosi	Penting untuk daya tahan
Pembangkit Listrik	Komponen boiler	Ketahanan oksidasi, kekuatan mekanik	Penting untuk efisiensi
Pengolahan Makanan	Perapian dan tungku	Kebersihan, stabilitas suhu tinggi	Memenuhi standar kebersihan
Aerospace	Sistem knalpot	Ringan, kekuatan tinggi	Mengurangi berat sambil mempertahankan kinerja

310S dipilih untuk aplikasi yang memerlukan stabilitas suhu tinggi dan ketahanan terhadap lingkungan korosif, menjadikannya ideal untuk industri di mana keandalan sangat penting.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Properti	310S	316L	321	Catatan Pro/Kon atau Perdagangan Singkat
Properti Mekanik Utama	Kekuatan tarik tinggi	Ketahanan korosi yang baik	Stabilitas suhu tinggi yang sangat baik	310S lebih kuat pada suhu tinggi
Aspek Korosi Utama	Bagus pada suhu tinggi	Lebih baik di lingkungan klorida	Bagus pada suhu tinggi	316L unggul dalam kondisi salin
Kemampuan Pengelasan	Sangat baik	Baik	Sedang	310S lebih mudah dilas
Kemampuan Mesin	Sedang	Tinggi	Rendah	316L lebih mudah diproses
Perkiraan Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Sedang	Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar
Ketersediaan Tipikal	Umum	Sangat umum	Kurang umum	310S tersedia luas

Ketika memilih 310S, pertimbangkan kinerja suhu tingginya dan ketahanan korosi terhadap persyaratan spesifik dari aplikasi. Meskipun mungkin lebih mahal daripada kelas yang lebih rendah, daya tahannya dapat mengarah pada biaya pemeliharaan yang lebih rendah dalam jangka panjang. Selain itu, ketersediaannya dalam berbagai bentuk (lembaran, pelat, pipa) menjadikannya pilihan yang serbaguna untuk banyak aplikasi rekayasa.