413 Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

413 Stainless Steel diklasifikasikan sebagai baja tahan karat martensitik, dikenal karena kekuatannya yang tinggi, ketahanan korosi sedang, dan kemampuannya untuk dipadatkan melalui perlakuan panas. Elemen paduan utama dalam baja tahan karat 413 termasuk kromium (Cr), yang memberikan ketahanan korosi dan kekerasan, serta nikel (Ni), yang meningkatkan ketangguhan dan plastisitas. Komposisi tipikal juga mencakup karbon (C), yang berkontribusi terhadap kekuatan dan kekerasan, serta mangan (Mn) untuk meningkatkan kemampuan pengerasan.

Ikhtisar Komprehensif

Baja tahan karat 413 ditandai oleh sifat mekaniknya yang sangat baik, termasuk kekuatan tarik yang tinggi dan ketahanan aus yang baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tahan dan kekuatan. Sifat inherennya meliputi:

• Kekuatan Tinggi: Struktur martensitik memungkinkan kekerasan dan kekuatan yang signifikan, terutama setelah perlakuan panas.
• Ketahanan Korosi Sedang: Meskipun tidak sebaik ketahanan korosi bahan austenitik, 413 menawarkan ketahanan yang cukup baik terhadap korosi atmosfer dan beberapa bahan kimia yang lembut.
• Kenikmatan Fabrikasi yang Baik: Dapat dengan mudah diproses dan dilas, meskipun harus berhati-hati untuk menghindari retakan.

Keuntungan (Pro):
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, menjadikannya ideal untuk aplikasi struktural.
- Dapat diperlakukan panas untuk mencapai tingkat kekerasan yang diinginkan.
- Machinability yang baik dibandingkan dengan baja tahan karat lainnya.

Limitasi (Kontra):
- Ketahanan korosi yang lebih rendah dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik.
- Rentan terhadap retakan korosi stres di lingkungan tertentu.
- Memerlukan perlakuan panas yang hati-hati untuk menghindari kerapuhan.

Secara historis, baja tahan karat 413 telah dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi rekayasa, terutama di industri otomotif dan dirgantara, di mana kekuatan dan berat adalah faktor penting. Posisi pasarnya sudah mapan, dengan keseimbangan antara kinerja dan efisiensi biaya.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S41300	Amerika Serikat	Ekivalen terdekat dengan AISI 413
AISI/SAE	413	Amerika Serikat	Penunjukan yang umum digunakan
ASTM	A276	Amerika Serikat	Spesifikasi standar untuk batang baja tahan karat
EN	1.4000	Eropa	Perbedaan komposisi kecil
JIS	SUS 413	Jepang	Sifat serupa tetapi mungkin berbeda dalam komposisi

Perbedaan antara kelas ekivalen ini dapat memengaruhi pemilihan berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu, seperti ketahanan korosi atau sifat mekanis. Misalnya, meskipun UNS S41300 dan AISI 413 sangat terkait, variasi kecil dalam kandungan karbon dapat memengaruhi kemampuan pengerasan dan ketangguhan.

Sifat Kunci

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.10 - 0.15
Cr (Kromium)	12.0 - 14.0
Ni (Nikel)	0.50 - 1.00
Mn (Mangan)	0.50 - 1.00
Si (Silikon)	0.50 maks
P (Fosfor)	0.04 maks
S (Belerang)	0.03 maks

Peran utama kromium dalam baja tahan karat 413 adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasan. Nikel berkontribusi terhadap ketangguhan dan plastisitas, sementara karbon meningkatkan kekuatan dan kekerasan. Mangan membantu dalam kemampuan pengerasan, memastikan bahwa baja dapat mencapai sifat mekanis yang diinginkan melalui perlakuan panas.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai/Rentang Tipikal (Metric - SI Unitas)	Nilai/Rentang Tipikal (Unita Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Diawasi	620 - 850 MPa	90 - 123 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lulus (0.2% offset)	Diawasi	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Peregangan	Diawasi	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Diawasi	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak (Charpy)	-196°C	30 J	22 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi antara kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang tinggi membuat baja tahan karat 413 cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban mekanik yang signifikan, seperti dalam komponen struktural dan bagian mesin. Kemampuannya untuk mempertahankan kekuatan pada suhu tinggi semakin meningkatkan kegunaannya di lingkungan yang menuntut.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metric - SI Unitas)	Nilai (Unita Imperial)
Kepadatan	-	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Kondisi Termal	20 °C	25 W/m·K	14.5 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	-	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	-	0.73 µΩ·m	0.73 µΩ·in

Kepadatan dari baja tahan karat 413 berkontribusi pada kekuatan dan daya tahannya, sementara konduktivitas termalnya dan kapasitas panas spesifiknya penting untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas. Resistivitas listrik menunjukkan kesesuaiannya untuk beberapa aplikasi listrik, meskipun tidak digunakan terutama untuk konduktivitas listrik.

Ketahanan Korosi

Agens Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3%	25 °C / 77 °F	Baik	Risiko pitting
Asam Sulfat	10%	20 °C / 68 °F	Poor	Tidak disarankan
Asam Asetat	5%	25 °C / 77 °F	Baik	Ketahanan sedang
Atmosfer	-	-	Baik	Ketahanan korosi umum

Baja tahan karat 413 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan atmosfer. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan kaya klorida dan harus dihindari dalam aplikasi yang melibatkan asam kuat seperti asam sulfat. Dibandingkan dengan kelas austenitik seperti 304 atau 316, 413 memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah tetapi menawarkan kekuatan yang lebih tinggi.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	400 °C	752 °F	Cocok untuk paparan berkepanjangan
Suhu Layanan Intermiten Maks	600 °C	1112 °F	Paparan jangka pendek
Suhu Skala	800 °C	1472 °F	Risiko oksidasi pada suhu yang lebih tinggi

Pada suhu tinggi, baja tahan karat 413 mempertahankan kekuatan dan kekerasannya, meskipun oksidasi dapat terjadi jika terpapar untuk jangka waktu yang lama. Kinerja material pada suhu tinggi membuatnya cocok untuk aplikasi dalam penukar panas dan sistem knalpot.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Pemflux Perlindungan Umum	Catatan
TIG	ER413	Argon	Preheat dianjurkan
MIG	ER413	Campuran Argon/CO2	Pembakaran panas pasca las mungkin diperlukan

Baja tahan karat 413 dapat dilas menggunakan teknik standar, meskipun pemanasan awal sering dianjurkan untuk menghindari retakan. Perlakuan panas pasca las dapat membantu mengurangi stres dan meningkatkan ketangguhan.

Machinability

Parameter Pemesinan	Baja Tahan Karat 413	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Machinability Relatif	70	100	Machinability sedang
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Penggilingan)	30 m/menit	50 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik

Machinability sedang, dan menggunakan peralatan serta kecepatan pemotongan yang tepat sangat penting untuk mencapai hasil yang optimal. Tantangan mungkin termasuk pengerasan kerja dan keausan alat.

Formabilitas

Baja tahan karat 413 menunjukkan formabilitas terbatas karena kekuatannya yang tinggi. Pembentukan dingin mungkin memerlukan kekuatan signifikan, sementara pembentukan panas lebih memungkinkan. Pengerasan kerja material dapat memengaruhi jari-jari tekuk dan proses pembentukan.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Rendaman Tipikal	Cara Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Anealing	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1 - 2 jam	Udara atau air	Mengurangi kekerasan, meningkatkan plastisitas
Penguatan	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 menit	Minyak atau udara	Meningkatkan kekerasan dan kekuatan
Tempering	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas berdampak besar pada mikrostruktur dan sifat baja tahan karat 413. Perlakuan annealing melembutkan material, sementara penguatan meningkatkan kekuatan. Tempering sangat penting untuk menyeimbangkan kekerasan dan ketangguhan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Otomotif	Komponen mesin	Kekuatan tinggi, ketahanan aus	Daya tahan dalam stres
Dirgantara	Roda pendaratan	Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi	Integritas struktural yang kritis
Minyak & Gas	Poros pompa	Ketahanan korosi, kekuatan	Kinerja di lingkungan yang keras
Perkakas	Alat pemotong	Kekerasan, ketahanan aus	Umur panjang dan kinerja

Aplikasi lainnya mencakup:

• Perangkat keras maritim: Karena ketahanan korosinya yang sedang.
• Kompornya: Di mana kekuatan sangat penting.
• Katup dan fitting: Dalam berbagai aplikasi industri.

Baja tahan karat 413 dipilih untuk aplikasi ini karena kombinasi unik dari kekuatan, kekerasan, dan ketahanan korosi yang sedang, menjadikannya cocok untuk lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	Baja Tahan Karat 413	AISI 304	AISI 316	Catatan Singkat Pro/Kontra atau Perdagangan
Sifat Mekanis Kunci	Kekuatan tinggi	Sedang	Sedang	413 menawarkan kekuatan yang lebih baik
Aspek Korosi Kunci	Sedang	Baik	Baik	413 kurang tahan korosi
Kemampuan Las	Baik	Baik	Baik	413 memerlukan pemanasan awal
Machinability	Sedang	Baik	Sedang	413 lebih sulit diproses
Formabilitas	Terbatas	Baik	Baik	413 kurang dapat dibentuk
Perkiraan Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Lebih tinggi	413 hemat biaya untuk kekuatan
Ketersediaan Tipikal	Umum	Umum	Umum	Semua kelas tersedia secara luas

Saat memilih baja tahan karat 413, pertimbangan termasuk efisiensi biaya, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik. Sifat uniknya membuatnya cocok untuk aplikasi di mana kekuatan adalah yang utama, sementara keterbatasannya dalam ketahanan korosi harus diperhitungkan di lingkungan yang rentan terhadap korosi agresif.

Singkatnya, baja tahan karat 413 adalah material serbaguna yang menyeimbangkan kekuatan, machinability, dan ketahanan korosi sedang, menjadikannya pilihan populer dalam berbagai aplikasi rekayasa.