312 Stainless Steel: Properti dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
312 Stainless Steel diklasifikasikan sebagai baja tahan karat austenitik, terkenal karena kandungan krom dan nikel yang tinggi, yang memberikan ketahanan korosi yang sangat baik dan sifat mekanik yang baik. Kelas ini biasanya mengandung sekitar 24% krom dan 13% nikel, bersama dengan persentase kecil molibdenum, yang meningkatkan ketahanannya terhadap korosi pitting dan celah. Kehadiran elemen paduan ini berkontribusi pada sifat dasarnya, membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi dimana kekuatan dan ketahanan terhadap oksidasi sangat penting.
Ikhtisar Menyeluruh
312 Stainless Steel terutama diakui karena kekuatan suhu tinggi yang luar biasa dan ketahanan oksidasi, membuatnya menjadi pilihan ideal untuk aplikasi di lingkungan di mana suhu tinggi menjadi perhatian. Komposisi uniknya memungkinkannya untuk mempertahankan integritas struktural bahkan dalam kondisi ekstrem, yang merupakan keuntungan signifikan dibandingkan dengan kelas baja tahan karat lainnya.
Keuntungan:
- Kinerja Suhu Tinggi: Mempertahankan kekuatan dan menahan oksidasi pada suhu tinggi.
- Ketahanan Korosi: Ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai lingkungan korosif, termasuk kondisi asam dan basa.
- Versatilitas: Cocok untuk berbagai aplikasi, dari industri hingga penggunaan arsitektur.
Limitasi:
- Biaya: Umumnya lebih mahal daripada baja tahan karat kelas rendah karena elemen paduannya.
- Kemudahan Pekerjaan: Mungkin lebih menantang untuk diproduksi dan dilas dibandingkan dengan kelas baja tahan karat lainnya.
Secara historis, 312 Stainless Steel telah digunakan dalam aplikasi seperti komponen furnace, penukar panas, dan peralatan pengolahan kimia, mencerminkan kinerjanya yang kuat di lingkungan yang menuntut. Posisi pasarnya kuat, terutama di industri yang memerlukan material yang mampu menahan suhu tinggi dan kondisi korosif.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | S31200 | USA | Setara terdekat dengan AISI 310 dengan perbedaan komposisi kecil. |
| AISI/SAE | 312 | USA | Mirip dengan 310 tetapi dengan sifat mekanik yang sedikit berbeda. |
| ASTM | A240 | USA | Spesifikasi standar untuk lembaran, pelat, dan strip baja tahan karat krom dan krom-nikel. |
| EN | 1.4845 | Eropa | Setara dengan AISI 310 dengan standar Eropa tertentu. |
| JIS | SUS 310 | Jepang | Standar Jepang setara dengan sifat yang mirip. |
Perbedaan halus antara kelas-kelas ini, khususnya dalam hal komposisi dan sifat mekanik, dapat mempengaruhi kinerja secara signifikan dalam aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun baik 310 maupun 312 stainless steel menawarkan ketahanan suhu tinggi, 312 mungkin memberikan ketahanan oksidasi yang lebih baik karena kandungan nikel yang lebih tinggi.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| Cr (Krom) | 24.0 - 26.0 |
| Ni (Nikel) | 11.0 - 14.0 |
| Mo (Molibdenum) | 0.5 - 2.0 |
| C (Karbon) | ≤ 0.08 |
| Mn (Mangan) | ≤ 2.0 |
| Si (Silikon) | ≤ 1.0 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Belerang) | ≤ 0.03 |
Peran utama krom dalam 312 Stainless Steel adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi, sementara nikel berkontribusi pada ketangguhan dan keuletannya. Molibdenum lebih lanjut meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting dan celah, terutama dalam lingkungan klorida. Kandungan karbon yang rendah meminimalkan risiko presipitasi karbida, yang dapat menyebabkan korosi antar butir.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suasana | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Unit Metrik - SI) | Nilai/Rentang Tipikal (Unit Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Diamkan | Suhu Ruang | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Tahan (offset 0.2%) | Diamkan | Suhu Ruang | 205 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Panjang Pemanjangan | Diamkan | Suhu Ruang | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell B) | Diamkan | Suhu Ruang | 80 - 95 HRB | 80 - 95 HRB | ASTM E18 |
| Kekuatan Impak | Charpy V-notch | -196 °C | 30 J | 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi sifat mekanik ini menjadikan 312 Stainless Steel cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan keuletan, terutama pada suhu tinggi. Kemampuannya untuk menahan beban mekanik yang signifikan sambil mempertahankan integritas struktural sangat penting di industri seperti dirgantara dan pengolahan kimia.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Unit Metrik - SI) | Nilai (Unit Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 8.0 g/cm³ | 0.289 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Kekonduksian Termal | Suhu Ruang | 16 W/(m·K) | 92 BTU/(hr·ft·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruang | 500 J/(kg·K) | 0.119 BTU/(lb·°F) |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.72 µΩ·m | 0.0000013 Ω·in |
| Koeffisien Ekspansi Termal | Suhu Ruang | 16.0 x 10⁻⁶ /K | 8.9 x 10⁻⁶ /°F |
Kepadatan 312 Stainless Steel berkontribusi terhadap berat dan kekuatannya, sementara kekonduksian termalnya sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas. Kapasitas panas spesifik menunjukkan berapa banyak energi yang diperlukan untuk meningkatkan suhu material, yang sangat penting dalam aplikasi manajemen termal.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5 | 20-60 °C (68-140 °F) | Baik | Risiko korosi pitting |
| Asam Sulfat | 10-20 | 20-40 °C (68-104 °F) | Fair | Rentan terhadap SCC |
| Asam Klorida | 5-10 | 20-30 °C (68-86 °F) | Kurang Baik | Tidak direkomendasikan |
| Air Laut | - | Lingkungan | Excellent | Ketahanan yang baik terhadap air laut |
312 Stainless Steel menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama dalam kondisi asam dan basa. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan klorida, yang merupakan pertimbangan penting dalam aplikasi maritim. Dibandingkan dengan kelas seperti 316 Stainless Steel, yang mengandung molibdenum untuk meningkatkan ketahanan pitting, 312 mungkin tidak berkinerja sebaik dalam lingkungan yang sangat korosif.
Ketahanan Terhadap Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 1150 °C | 2100 °F | Cocok untuk aplikasi suhu tinggi |
| Suhu Layanan Intermittent Maks | 1050 °C | 1920 °F | Dapat menahan paparan jangka pendek pada suhu yang lebih tinggi |
| Suhu Skala | 900 °C | 1650 °F | Mulai kehilangan ketahanan terhadap oksidasi di atas suhu ini |
Pada suhu tinggi, 312 Stainless Steel mempertahankan kekuatan dan ketahanan oksidasinya, sehingga cocok untuk aplikasi seperti komponen furnace dan penukar panas. Namun, paparan berkepanjangan pada suhu di atas suhu layanan kontinu maksimumnya dapat menyebabkan oksidasi dan pengelupasan, yang dapat mengkompromikan integritas strukturnya.
Sifat Fabrikasi
Kemudahan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Pelindung Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| TIG | ER312 | Argon | Hasil baik dengan teknik yang tepat |
| MIG | ER312 | Campuran Argon/CO2 | Memerlukan pemanasan awal untuk bagian yang lebih tebal |
| Stik | E312 | - | Cocok untuk aplikasi lapangan |
312 Stainless Steel umumnya dianggap dapat dilas, meskipun pemanasan awal mungkin diperlukan untuk bagian yang lebih tebal untuk mencegah retak. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat meningkatkan sifat mekanik sambungan las, mengurangi risiko cacat.
Kemudahan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | 312 Stainless Steel | AISI 1212 | Catatan/Saran |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemudahan Pemesinan Relatif | 40% | 100% | Memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat dan alat khusus |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pembalikan) | 30-50 m/menit | 80-120 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Pemesinan 312 Stainless Steel dapat menantang karena ketangguhan dan karakteristik pengerasan kerjanya. Disarankan untuk menggunakan baja kecepatan tinggi atau alat karbida dan mempertahankan kecepatan pemotongan yang lebih rendah untuk mencapai hasil optimal.
Kemudahan Pembentukan
312 Stainless Steel menunjukkan kemudahan pembentukan yang baik, memungkinkan untuk proses pembentukan dingin dan panas. Namun, penting untuk mempertimbangkan pengerasan kerja selama pembentukan dingin, yang mungkin memerlukan gaya tambahan. Radius lentur minimum harus dievaluasi dengan cermat untuk menghindari retakan.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendam Tipikal | Cara Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Peregangan | 1040 - 1120 °C (1900 - 2050 °F) | 1-2 jam | Udara atau air | Mengurangi stres, meningkatkan keuletan |
| Perlakuan Larutan | 1050 - 1100 °C (1920 - 2010 °F) | 30 menit | Pendinginan cepat | Meningkatkan ketahanan korosi |
Selama perlakuan panas, 312 Stainless Steel mengalami transformasi metalurgi yang meningkatkan mikrostruktur dan sifatnya. Peregangan membantu mengurangi stres internal, sementara perlakuan larutan meningkatkan ketahanan korosinya dengan melarutkan karbida.
Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Dirgantara | Komponen mesin jet | Kekuatan suhu tinggi, ketahanan oksidasi | Penting untuk kinerja dan keselamatan |
| Pengolahan Kimia | Penukar panas | Ketahanan korosi, kekuatan mekanik | Esensial untuk daya tahan di lingkungan keras |
| Minyak dan Gas | Komponen pipa | Kekuatan tinggi, ketahanan terhadap lingkungan gas asam | Kritis untuk keselamatan dan umur panjang |
Aplikasi lain termasuk:
- Komponen furnace
- Struktur arsitektur
- Peralatan pengolahan makanan
312 Stainless Steel dipilih untuk aplikasi ini karena kemampuannya untuk menahan kondisi ekstrem sambil mempertahankan integritas mekanik, menjadikannya pilihan andal di industri di mana keselamatan dan kinerja sangat penting.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | 312 Stainless Steel | 316 Stainless Steel | 310 Stainless Steel | Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Kekuatan tarik tinggi | Ketahanan korosi yang sangat baik | Kinerja suhu tinggi | 312 menawarkan keseimbangan keduanya |
| Aspek Korosi Utama | Baik di banyak lingkungan | Superior di lingkungan klorida | Ketahanan oksidasi yang baik | 316 lebih baik untuk aplikasi maritim |
| Kemudahan Pengelasan | Baik | Sangat baik | Fair | 312 memerlukan penanganan yang hati-hati |
| Kemudahan Pemesinan | Sedang | Baik | Kurang Baik | 312 lebih sulit untuk diproduksi |
| Kemudahan Pembentukan | Baik | Baik | Fair | 312 dapat dibentuk tetapi dengan hati-hati |
| Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Lebih tinggi | Sedang | 312 efektif biaya untuk aplikasi suhu tinggi |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Sangat umum | Umum | 312 tersedia luas tetapi kurang dari 316 |
Ketika memilih 312 Stainless Steel, pertimbangan seperti biaya-efektivitas, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik harus dievaluasi. Sifat uniknya menjadikannya cocok untuk lingkungan suhu tinggi dan korosif, tetapi tantangan potensial dalam pemesinan dan pengelasan harus ditangani. Memahami pertukaran antara 312 dan kelas alternatif seperti 316 atau 310 dapat membantu insinyur membuat keputusan yang tepat berdasarkan permintaan spesifik dari proyek mereka.