420HC Baja Tahan Karat: Properti dan Aplikasi Utama

420HC Stainless Steel adalah baja tahan karat tinggi karbon yang termasuk dalam klasifikasi martensitik. Kelas baja ini utama dialoy dengan kromium (sekitar 13-15%) dan karbon (sekitar 0.4-0.5%), yang secara signifikan mempengaruhi sifat-sifatnya. Kehadiran kromium memberikan ketahanan terhadap korosi, sementara karbon meningkatkan kekerasan dan kekuatan.

Tinjauan Komprehensif

Baja tahan karat 420HC dikenal karena kekerasannya yang luar biasa dan ketahanan aus, menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi yang memerlukan daya tahan. Struktur martensitiknya memungkinkan untuk dikeraskan melalui perlakuan panas, menghasilkan material yang mampu mencapai tingkat kekuatan dan ketangguhan yang tinggi.

Ciri Khas Utama:
- Ketahanan Korosi: Meskipun tidak sekuat baja tahan karat austenitik, 420HC menawarkan ketahanan yang cukup baik terhadap oksidasi dan korosi di lingkungan yang ringan.
- Kekerasan: Dapat mencapai tingkat kekerasan hingga 58 HRC setelah perlakuan panas, menjadikannya cocok untuk alat pemotong dan bilah.
- Ketangguhan: Baja ini mempertahankan ketangguhan yang baik, yang penting untuk aplikasi yang mengalami beban benturan atau kejutan.

Kelebihan:
- Kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi.
- Retensi sisi yang baik, menjadikannya ideal untuk pisau dan alat pemotong.
- Ketahanan korosi sedang yang cocok untuk berbagai lingkungan.

Limitasi:
- Ketahanan korosi yang terbatas dibandingkan dengan baja tahan karat yang lebih banyak dialoy.
- Dapat sulit untuk dikerjakan karena kekerasannya.
- Membutuhkan perlakuan panas yang hati-hati untuk mencapai sifat yang diinginkan.

Secara historis, 420HC telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk alat makan, instrumen bedah, dan bilah industri, menetapkan posisinya di pasar sebagai pilihan andal untuk aplikasi berperforma tinggi.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S42000	USA	Ekivalen terdekat dengan AISI 420 dengan kandungan karbon lebih tinggi.
AISI/SAE	420HC	USA	Varian karbon tinggi dari AISI 420.
ASTM	A276	USA	Spesifikasi standar untuk batang dan bentuk baja tahan karat.
EN	1.4021	Eropa	Grade ekivalen dalam standar Eropa.
JIS	SUS420J2	Jepang	Sifat yang mirip tetapi dengan komposisi yang sedikit berbeda.

Perbedaan antara kelas-kelas ini sering terletak pada kandungan karbon dan respons perlakuan panas mereka, yang dapat mempengaruhi kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan korosi. Misalnya, meskipun SUS420J2 memiliki kandungan karbon yang lebih rendah, ia mungkin menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik tetapi dengan pengorbanan kekerasan.

Sifat-Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Kisaran Persentase (%)
C (Karbon)	0.40 - 0.50
Cr (Kromium)	13.00 - 15.00
Mn (Mangan)	1.00 max
Si (Silikon)	1.00 max
P (Fosfor)	0.04 max
S (Sulfida)	0.03 max

Elemen paduan utama dalam baja tahan karat 420HC adalah kromium dan karbon. Kromium meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasan, sementara karbon meningkatkan kekuatan dan ketahanan aus. Mangan dan silikon ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketangguhan.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai Umum/Kisaran (Metrik - SI Units)	Nilai Umum/Kisaran (Imperial Units)	Standard Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Annealed	Suhu Ruang	520 - 700 MPa	75 - 102 ksi	ASTM E8
Kekuatan Luluh (0.2% offset)	Annealed	Suhu Ruang	350 - 500 MPa	51 - 73 ksi	ASTM E8
Panjangnya	Annealed	Suhu Ruang	12 - 20%	12 - 20%	ASTM E8
Kekerasan	Dikuasai & Ditemper	Suhu Ruang	54 - 58 HRC	54 - 58 HRC	ASTM E18
Kekuatan Benturan	Dikuasai & Ditemper	-20°C	30 J	22 ft-lbf	ASTM E23

Sifat mekanis baja tahan karat 420HC menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan kekerasan tinggi. Kekuatan tarik dan kekuatan luluhnya menunjukkan kemampuannya untuk menahan beban yang signifikan, sementara nilai kekerasan menunjukkan ketahanan aus yang sangat baik. Kekuatan benturan, meskipun lebih rendah dibandingkan beberapa kelas lainnya, cukup memadai untuk banyak aplikasi.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik - SI Units)	Nilai (Imperial Units)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Cair/Jangkauan	-	1450 - 1510 °C	2642 - 2750 °F
Kelayakan Termal	Suhu Ruang	25.4 W/m·K	17.5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0.74 µΩ·m	0.74 µΩ·in
Kofisien Perluasan Termal	Suhu Ruang	16.0 x 10⁻⁶ /K	8.9 x 10⁻⁶ /°F

Kepadatan 420HC menunjukkan material yang relatif berat, yang berkontribusi pada daya tahannya. Titik lebur menunjukkan stabilitas termal yang baik, sementara konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik menunjukkan sifat perpindahan panas yang sedang. Resistivitas listrik adalah tipikal untuk baja tahan karat, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi elektrik.

Ketahanan Korosi

Agens Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60 / 68-140	Adil	Risiko korosi pitting.
Asam (HCl)	10-20	20-40 / 68-104	Miskin	Tidak direkomendasikan untuk asam kuat.
Larutan Alkalin	5-10	20-60 / 68-140	Baik	Ketahanan sedang.
Atmosferik	-	-	Baik	Berperforma baik di lingkungan ringan.

Baja tahan karat 420HC menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama dalam kondisi atmosferik dan lingkungan alkalin. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan kaya klorida dan harus dihindari dalam aplikasi yang melibatkan asam kuat. Dibandingkan dengan kelas austenitik seperti 304 atau 316, 420HC memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah tetapi menawarkan kekerasan yang superior.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	400 °C	752 °F	Cocok untuk penggunaan intermiten.
Suhu Layanan Intermiten Maks	500 °C	932 °F	Ketahanan oksidasi terbatas.
Suhu Pengelupasan	600 °C	1112 °F	Risiko pengelupasan pada suhu tinggi.

Pada suhu yang tinggi, baja tahan karat 420HC mempertahankan kekuatannya tetapi dapat mengalami oksidasi dan pengelupasan. Tidak direkomendasikan untuk layanan kontinu di atas 400 °C karena potensi degradasi sifat mekanis.

Sifat Fabrikasi

Keahlian Menyambung

Proses Las	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Perisai Umum	Catatan
TIG	ER420	Argon	Pemanasan awal direkomendasikan.
MIG	ER420	Argon + CO2	Memerlukan kontrol yang hati-hati.
Stick	E420	-	Tidak ideal untuk bagian tebal.

Baja tahan karat 420HC dapat dilas, tetapi harus berhati-hati untuk menghindari retak. Pemanasan awal sering direkomendasikan untuk meminimalkan stres termal. Perlakuan panas pasca las juga dapat meningkatkan ketangguhan las.

Kemudahan Mesin

Parameter Pemesinan	420HC	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Kemudahan Mesin Relatif	50%	100%	Memerlukan alat tajam dan kecepatan lambat.
Kecepatan Pemotongan Umum	30 m/menit	60 m/menit	Sesuaikan berdasarkan alat dan pengaturan.

Pemesinan 420HC dapat menjadi tantangan karena kekerasannya. Disarankan untuk menggunakan alat baja cepat atau karbida dan mempertahankan kecepatan pemotongan yang lebih rendah untuk mencapai hasil optimal.

Kemampuan Bentuk

Baja tahan karat 420HC tidak sangat dapat dibentuk karena kandungan karbon yang tinggi dan kekerasan yang dihasilkan. Pembentukan dingin dimungkinkan tetapi dapat menyebabkan pengerasan kerja, memerlukan kontrol yang hati-hati terhadap jari-jari pembengkokan dan proses pembentukan.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Rendaman Umum	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Annealing	800 - 900 / 1472 - 1652	1-2 jam	Udara	Mengurangi kekerasan, meningkatkan duktilitas.
Quenching	1000 - 1100 / 1832 - 2012	30 menit	Minyak atau Udara	Mencapai kekerasan tinggi.
Tempering	150 - 200 / 302 - 392	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan.

Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur dan sifat-sifat 420HC. Quenching meningkatkan kekerasan, sementara tempering membantu meredakan stres dan meningkatkan ketangguhan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Alat Makan	Pisau dapur	Kekerasan tinggi, retensi sisi	Bagus untuk bilah yang tajam.
Kedokteran	Instrumen bedah	Ketahanan korosi, kekerasan	Dapat disterilkan dan tahan lama.
Industri	Alat pemotong	Ketahanan aus, ketangguhan	Kinerja yang tahan lama.

Aplikasi lainnya termasuk:
- Gunting dan pemangkas
- Bilah industri
- Pengikat dan perlengkapan

420HC dipilih untuk aplikasi ini karena kekerasan dan ketahanan ausnya yang luar biasa, yang sangat penting untuk alat dan instrumen yang memerlukan tepi yang tajam dan daya tahan.

Hal-Hal yang Perlu Dipertimbangkan, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Tambahan

Fitur/Sifat	420HC	AISI 440C	AISI 304	Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat
Sifat Mekanis Kunci	Kekerasan tinggi	Kekerasan lebih tinggi	Kekerasan lebih rendah	440C menawarkan kekerasan yang lebih baik tetapi ketangguhan lebih rendah.
Aspek Korosi Kunci	Ketahanan sedang	Cukup baik	Eksternal	304 lebih baik untuk lingkungan korosif.
Keahlian Menyambung	Sedang	Miskin	Baik	304 lebih mudah dilas.
Kemudahan Mesin	Menantang	Sedang	Baik	304 lebih mudah diproses.
Kemampuan Bentuk	Rendah	Rendah	Sedang	304 dapat dibentuk lebih mudah.
Kisaran Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Lebih rendah	420HC efektif biaya untuk sifat-sifatnya.
Ketersediaan Umum	Umum	Kurang umum	Sangat umum	304 tersedia secara luas.

Ketika memilih baja tahan karat 420HC, pertimbangkan keseimbangan antara kekerasan dan ketahanan korosinya. Meskipun tidak sekuat ketahanan korosi baja austenitik, kekerasannya menjadikannya cocok untuk aplikasi di mana ketahanan aus sangat penting. Selain itu, ketersediaan dan efektivitas biayanya membuatnya menjadi pilihan praktis untuk banyak industri.

Pada ringkasan, baja tahan karat 420HC adalah material serbaguna yang menawarkan kombinasi unik antara kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi sedang, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi, terutama dalam alat makan dan alat industri.