Baja Tahan Karat 403: Sifat dan Aplikasi Utama

Stainless steel 403 diklasifikasikan sebagai stainless steel martensitik, yang terkenal karena kekuatan tinggi dan ketahanan korosi sedang. Elemen paduan utama dalam stainless steel 403 meliputi kromium (12-14%), nikel (hingga 1%), dan karbon (0,15-0,40%). Kehadiran kromium memberikan ketahanan korosi, sementara karbon memberikan kontribusi pada kekerasan dan kekuatan. Kelas baja ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan korosi sedang, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi teknik.

Tinjauan Komprehensif

Stainless steel 403 menunjukkan beberapa karakteristik signifikan yang mendefinisikan kegunaannya dalam aplikasi teknik. Ia memiliki sifat mekanik yang baik, termasuk kekuatan tarik yang tinggi dan kekerasan, yang membuatnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tahan dan ketahanan aus. Selain itu, ketahanan korosi yang sedang memungkinkan penggunaannya di lingkungan yang mungkin terpapar kelembapan dan beberapa agen korosif.

Kelebihan:
- Kekuatan Tinggi: Stainless steel 403 dapat menahan beban mekanik yang signifikan, membuatnya ideal untuk aplikasi struktural.
- Ketahanan Korosi Sedang: Meskipun tidak sekuat grade austenitik, kinerjanya baik di lingkungan yang sedikit korosif.
- Ketersehan Baik: Baja ini dapat dengan mudah diolah dan dilas, memfasilitasi penggunaannya dalam berbagai proses manufaktur.

Limitation:
- Ketahanan Korosi yang Lebih Rendah: Dibandingkan dengan stainless steel austenitik, 403 memiliki ketahanan yang lebih rendah terhadap korosi pitting dan crevice.
- Kerentanan terhadap Keretakan Korosi Stres (SCC): Di lingkungan tertentu, mungkin rentan terhadap SCC, yang dapat membahayakan integritas struktural.

Secara historis, stainless steel 403 telah digunakan dalam aplikasi seperti bilah turbin, komponen katup, dan lingkungan dengan stres tinggi. Posisi pasarannya stabil, dengan permintaan yang konsisten di industri yang memprioritaskan kekuatan dan ketahanan korosi sedang.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Grade	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S40300	Amerika Serikat	Ekivalen terdekat dengan AISI 403
AISI/SAE	403	Amerika Serikat	Penunjukan yang umum digunakan
ASTM	A276	Amerika Serikat	Spesifikasi standar untuk batang stainless steel
EN	1.4006	Eropa	Perbedaan komposisi minor
JIS	SUS403	Jepang	Sifat serupa, digunakan dalam aplikasi Jepang

Perbedaan antara grade ekivalen ini dapat memengaruhi pilihan berdasarkan persyaratan kinerja tertentu. Misalnya, meskipun UNS S40300 dan AISI 403 saling terkait erat, variasi kecil dalam kandungan karbon dapat memengaruhi kekerasan dan kemampuan mesin.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Cr (Kromium)	12.0 - 14.0
Ni (Nikel)	0.5 - 1.0
C (Karbon)	0.15 - 0.40
Mn (Mangan)	1.0 maks
Si (Silikon)	1.0 maks
P (Fosfor)	0.04 maks
S (Belerang)	0.03 maks

Peran utama kromium dalam stainless steel 403 adalah meningkatkan ketahanan korosi, sementara karbon berkontribusi pada kekerasan dan kekuatan material. Mangan dan silikon ditambahkan untuk meningkatkan daya tahan dan kelenturan baja.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Satuan Metrik - SI)	Nilai/Rentang Tipikal (Satuan Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dianil	Suhu Ruang	520 - 700 MPa	75 - 102 ksi	ASTM E8
Kekuatan Tarik (Offset 0.2%)	Dianil	Suhu Ruang	280 - 450 MPa	41 - 65 ksi	ASTM E8
Peregangan	Dianil	Suhu Ruang	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Dianil	Suhu Ruang	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak	Dianil	-20°C	40 J	29.5 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi kekuatan tarik dan kekuatan hasil yang tinggi menjadikan stainless steel 403 cocok untuk aplikasi yang mengalami beban mekanis yang signifikan. Peregangan dan kekuatan impaknya menunjukkan ketangguhan yang baik, yang penting untuk mencegah kegagalan rapuh di bawah tekanan.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Satuan Metrik - SI)	Nilai (Satuan Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7,75 g/cm³	0,28 lb/in³
Suhu Leleh	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	25 W/m·K	17.3 BTU·in/(jam·ft²·°F)
Kapasitas Kalor Spesifik	Suhu Ruang	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0,73 µΩ·m	0,00043 Ω·in

Kepadatan stainless steel 403 memberikan kontribusi pada berat dan kekuatannya, sementara suhu lelehnya menunjukkan stabilitas termal yang baik. Konduktivitas termal dan kapasitas kalor spesifik penting untuk aplikasi yang melibatkan perpindahan panas.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5%	25°C/77°F	Sedang	Risiko pitting
Asam Sulfat	10%	20°C/68°F	Poor	Tidak disarankan
Asam Asetat	5%	25°C/77°F	Baik	Ketahanan sedang
Air Laut	-	25°C/77°F	Fair	Rentan terhadap korosi celah

Stainless steel 403 menunjukkan ketahanan sedang terhadap berbagai lingkungan korosif. Ia berfungsi dengan baik di kondisi asam ringan, seperti asam asetat, tetapi rentan terhadap pitting di lingkungan yang kaya klorida. Dibandingkan dengan grade austenitik seperti 304 atau 316, stainless steel 403 memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah, terutama di lingkungan yang agresif.

Ketahanan Terhadap Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	600 °C	1112 °F	Cocok untuk aplikasi suhu tinggi
Suhu Layanan Intermiten Maks	650 °C	1202 °F	Dapat menahan paparan jangka pendek
Suhu Scaling	700 °C	1292 °F	Risiko oksidasi di atas suhu ini

Pada suhu tinggi, stainless steel 403 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Kinerjanya dalam aplikasi suhu tinggi umumnya baik, tetapi perhatian harus diberikan untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu yang melebihi batas skalanya.

Sifat Fabrikasi

Kelayakan Las

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Tipikal	Catatan
TIG	ER403	Argon	Pra-panas direkomendasikan
MIG	ER308	Argon + CO2	Perlakuan panas pasca-las mungkin diperlukan

Stainless steel 403 umumnya dapat dilas, tetapi pemanasan awal direkomendasikan untuk mengurangi risiko retak. Perlakuan panas pasca-las dapat meningkatkan sifat mekanik pada sambungan las.

Kemudahan Mesin

Parameter Pemesinan	[Stainless Steel 403]	AISI 1212	Catatan/Tips
Indeks Kemudahan Mesin Relatif	60%	100%	Memerlukan alat tajam
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Putzing)	30 m/menit	50 m/menit	Sesuaikan untuk keausan alat

Stainless steel 403 memiliki kemudahan mesin yang sedang. Ia memerlukan alat tajam dan kecepatan pemotongan yang sesuai untuk mencapai hasil optimal.

Bentuk

Stainless steel 403 dapat dibentuk dingin dan panas, tetapi memperlihatkan pengerasan kerja. Jari-jari tekuk minimum harus dipertimbangkan selama operasi pembentukan untuk menghindari retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Penghilangan	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1 - 2 jam	Udara atau air	Pelemahan, peningkatan kelenturan
Penguatan	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 menit	Minyak atau udara	Peningkatan kekerasan

Selama perlakuan panas, stainless steel 403 mengalami transformasi metalurgi yang meningkatkan sifat mekaniknya. Penghilangan melemahkan material, sementara penguatan meningkatkan kekuatan dan kekerasannya.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Dirgantara	Komponen turbin	Kekuatan tinggi, ketahanan korosi sedang	Daya tahan dalam stres
Otomotif	Katup gas buang	Ketahanan suhu tinggi, kekuatan	Kinerja dalam kondisi keras
Minyak & Gas	Poros pompa	Ketahanan aus, kekuatan	Keandalan di lingkungan yang menuntut

Aplikasi lain mencakup:
- Komponen katup
- Perangkat keras laut
- Peralatan pengolahan makanan

Stainless steel 403 dipilih untuk aplikasi ini karena kombinasi kekuatan, ketahanan korosi sedang, dan ketersehan yang baik, sehingga cocok untuk lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	Stainless Steel 403	Stainless Steel AISI 304	Stainless Steel AISI 316	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Kelenturan baik	Ketahanan korosi yang sangat baik	403 lebih kuat tetapi kurang lentur
Aspek Korosi Utama	Ketahanan sedang	Ketahanan sangat baik	Ketahanan superior	403 kurang cocok untuk lingkungan keras
Kelayakan Las	Baik	Sangat baik	Baik	403 memerlukan pemanasan awal
Kemudahan Mesin	Sedang	Baik	Sedang	403 kurang mudah dipotong dibandingkan 304
Bentuk	Adil	Baik	Adil	403 memiliki kemampuan bentuk yang terbatas
Perkiraan Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Lebih tinggi	403 efektif biaya untuk kekuatan
Ketersediaan Tipikal	Umum	Sangat umum	Umum	403 mudah ditemukan

Saat memilih stainless steel 403, pertimbangan mencakup biaya efisiensinya, ketersediaan, dan kesesuaiannya untuk aplikasi tertentu. Meskipun menawarkan kekuatan tinggi, ketahanan korosinya tidak sekuat grade austenitik. Oleh karena itu, penting untuk mengevaluasi lingkungan operasional dan persyaratan mekanik sebelum membuat pilihan.