422 Baja Tahan Karat: Sifat dan Aplikasi Utama

Stainless steel 422 adalah baja tahan karat martensitik yang dikenal karena kekuatan tinggi dan ketahanan korosi moderat. Ini diklasifikasikan sebagai baja tahan karat martensitik karena kandungan karbon yang tinggi dan adanya kromium, yang berkontribusi pada kekerasan dan kekuatannya. Elemen paduan utama dalam stainless steel 422 meliputi kromium (12-14%), nikel (1-2%), dan karbon (0.15-0.25%). Elemen-elemen ini secara signifikan mempengaruhi sifat baja, membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi di mana kekuatan dan ketahanan aus sangat penting.

Tinjauan Menyeluruh

Stainless steel 422 diakui karena sifat mekaniknya yang luar biasa, terutama kekuatan tarik dan kekerasan yang tinggi. Ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan bahan untuk menahan stres tinggi dan aus, seperti dalam pembuatan bilah turbin, komponen katup, dan bagian berkinerja tinggi lainnya. Struktur martensitik baja ini memungkinkan untuk diperkeras melalui perlakuan panas, meningkatkan kekuatannya dan ketahanan aus.

Keuntungan:
- Kekuatan Tinggi: Stainless steel 422 menunjukkan kekuatan tarik yang unggul, membuatnya ideal untuk aplikasi dengan stres tinggi.
- Ketahanan Aus yang Baik: Kekerasan kelas baja ini memberikan ketahanan aus yang luar biasa, memperpanjang umur komponen.
- Ketahanan Korosi Moderat: Meskipun tidak sebaik baja tahan karat austenitik dalam ketahanan korosi, 422 menawarkan ketahanan yang layak terhadap oksidasi dan korosi dalam kondisi tertentu.

Keterbatasan:
- Kekuatan Patah yang Lebih Rendah: Dibandingkan dengan kelas austenitik, stainless steel 422 memiliki ketangguhan yang lebih rendah, yang dapat membatasi penggunaannya dalam aplikasi yang memerlukan ketahanan impak tinggi.
- Masalah Keelatan: Kandungan karbon yang tinggi dapat menyebabkan tantangan dalam pengelasan, memerlukan pemilihan bahan pengisi dan teknik yang hati-hati.

Secara historis, stainless steel 422 telah digunakan di berbagai industri, termasuk dirgantara dan otomotif, karena keseimbangan unik antara kekuatan dan ketahanan korosi. Posisi pasarnya sudah mapan, terutama dalam aplikasi di mana performa tinggi sangat penting.

Nama Alternatif, Standar, dan Setara

Organisasi Standar	Penandaan/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S42200	USA	Setara terdekat dengan AISI 420 dengan perbedaan komposisi minor.
AISI/SAE	422	USA	Mirip dengan 420 tetapi dengan kandungan karbon yang lebih tinggi untuk kekerasan yang lebih baik.
ASTM	A276	USA	Spesifikasi standar untuk batang dan bentuk stainless steel.
EN	1.4002	Eropa	Kelas setara dalam standar Eropa.
JIS	SUS 420J2	Jepang	Sifat serupa tetapi dengan perbedaan komposisi kecil.

Perbedaan antara kelas setara ini dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan persyaratan performa tertentu. Misalnya, meskipun AISI 420 dan 422 mirip, kandungan karbon yang lebih tinggi dalam 422 meningkatkan kekerasannya tetapi dapat mengurangi ketangguhannya.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.15 - 0.25
Cr (Kromium)	12.0 - 14.0
Ni (Nikel)	1.0 - 2.0
Mn (Mangan)	1.0 max
Si (Silikon)	1.0 max
P (Fosfor)	0.04 max
S (Belerang)	0.03 max

Peran utama kromium dalam stainless steel 422 adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi dan memperbaiki kekerasan. Nikel berkontribusi pada ketangguhan dan keuletan, sementara karbon meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui perlakuan panas.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dianil	Suhu Ruang	620 - 750 MPa	90 - 110 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lepas (offset 0.2%)	Dianil	Suhu Ruang	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Panjang Regangan	Dianil	Suhu Ruang	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Dianil	Suhu Ruang	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak	Charpy V-notch	-20 °C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi kekuatan tarik dan kekuatan lepas yang tinggi membuat stainless steel 422 cocok untuk aplikasi yang memerlukan beban mekanik yang signifikan. Kekerasannya memberikan ketahanan aus, sedangkan panjang regangan moderat menunjukkan bahwa ia dapat menahan deformasi tertentu sebelum kegagalan.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Densitas	Suhu Ruang	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Leleh	-	1450 - 1510 °C	2642 - 2750 °F
Konduktivitas Thermal	Suhu Ruang	25 W/m·K	14.5 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
Koefficients Ekspansi Thermal	Suhu Ruang	16.5 x 10⁻⁶/K	9.2 x 10⁻⁶/°F

Densitas dan titik leleh stainless steel 422 menunjukkan ketahanannya, menjadikannya cocok untuk aplikasi suhu tinggi. Konduktivitas thermalnya moderat, yang menguntungkan untuk aplikasi di mana pembuangan panas diperlukan.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5%	20-60 °C	Rata-rata	Risiko korosi pitting.
Asam Sulfat	10-20%	20-40 °C	Buruk	Tidak direkomendasikan untuk konsentrasi tinggi.
Asam Asetat	5-10%	20-50 °C	Baik	Ketahanan moderat.
Air Laut	-	Ambient	Rata-rata	Rentan terhadap korosi lokal.

Stainless steel 422 menunjukkan ketahanan moderat terhadap berbagai lingkungan korosif. Ia berfungsi baik dalam kondisi korosif ringan tetapi rentan terhadap pitting di lingkungan kaya klorida. Dibandingkan dengan kelas austenitik seperti 304 atau 316, 422 memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi maritim.

Ketahanan Panas

Sifat/Batasan	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Catatan
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 terhadap suhu yang lebih tinggi.
Suhu Pengelupasan	800 °C	1472 °F	Risiko oksidasi pada suhu tinggi.

Pada suhu tinggi, stainless steel 422 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Penting untuk mempertimbangkan lingkungan dan potensi pengelupasan saat menggunakan kelas baja ini dalam aplikasi suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Keelatan

Proses Pengelasan	Bahan Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Perlindungan Tipikal	Catatan
TIG	ER420	Argon	Preheating direkomendasikan.
MIG	ER420	Argon + CO2	Perlakuan panas setelah pengelasan mungkin diperlukan.

Pengelasan stainless steel 422 bisa menjadi tantangan karena kandungan karbon yang tinggi, yang dapat menyebabkan retak. Preheating dan perlakuan panas setelah pengelasan sering direkomendasikan untuk mengatasi masalah ini.

Keutuhan Pemotongan

Parameter Pemotongan	Stainless Steel 422	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Kehati-hatian Relatif	50	100	Memerlukan kecepatan yang lebih lambat dan alat yang lebih kuat.
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Turning)	30 m/menit	60 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik.

Pemotongan stainless steel 422 memerlukan pertimbangan yang cermat terhadap kecepatan pemotongan dan alat karena kekerasannya. Alat karbida direkomendasikan untuk pemotongan yang efektif.

Formabilitas

Stainless steel 422 memiliki formabilitas terbatas karena strukturnya yang martensitik. Pembentukan dingin dimungkinkan tetapi dapat menyebabkan pengerasan kerja, memerlukan kontrol yang hati-hati terhadap jari-jari pembengkokan untuk menghindari retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Dianil	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1-2 jam	Udara atau air	Mengurangi kekerasan, meningkatkan keuletan.
Penguatan	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 menit	Minyak atau udara	Meningkatkan kekerasan dan kekuatan.

Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur stainless steel 422, meningkatkan kekerasan dan kekuatan sambil berpotensi mengurangi keuletan.

Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Dirgantara	Komponen turbin	Kekuatan tinggi, ketahanan aus	Penting untuk performa dan keselamatan.
Otomotif	Komponen katup	Ketahanan korosi, kekuatan	Esensial untuk daya tahan di bawah stres.
Minyak dan Gas	Shaft pompa	Kekuatan tinggi, ketangguhan	Diperlukan untuk lingkungan tekanan tinggi.
Kedokteran	Instrumen bedah	Ketahanan korosi, kekerasan	Menjamin umur panjang dan keandalan.

Aplikasi lainnya meliputi:
- Perkakas laut: di mana ketahanan korosi moderat diperlukan.
- Mesin industri: komponen yang memerlukan ketahanan aus yang tinggi.

Stainless steel 422 dipilih untuk aplikasi ini karena kombinasi unik dari kekuatan, kekerasan, dan ketahanan korosi moderat, membuatnya cocok untuk lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Pemahaman Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Stainless Steel 422	AISI 304	AISI 316	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Moderat	Moderat	422 menawarkan kekuatan yang unggul tetapi ketangguhan yang lebih rendah.
Aspek Korosi Utama	Ketahanan moderat	Baik	Unggul	422 kurang tahan terhadap korosi dibandingkan dengan kelas austenitik.
Keelatan	Tantangan	Baik	Baik	422 memerlukan praktik pengelasan yang hati-hati.
Keutuhan Pemotongan	Moderat	Baik	Baik	422 lebih sulit dipotong dibandingkan dengan kelas austenitik.
Formabilitas	Terbatas	Baik	Baik	422 memiliki formabilitas yang lebih rendah karena strukturnya.
Kira-kira Biaya Relatif	Moderat	Moderat	Lebih tinggi	Biaya dapat bervariasi berdasarkan kondisi pasar.
Ketersediaan Tipikal	Moderat	Tinggi	Tinggi	422 mungkin kurang umum tersedia dibandingkan dengan 304 atau 316.

Saat memilih stainless steel 422, pertimbangan meliputi sifat mekaniknya, ketahanan korosi, dan tantangan fabrikasi. Penting untuk menimbang faktor-faktor ini terhadap persyaratan spesifik aplikasi untuk memastikan kinerja dan umur panjang yang optimal. Biaya-efektif stainless steel 422 menjadikannya pilihan menarik untuk aplikasi di mana kekuatan tinggi sangat penting, tetapi keterbatasannya dalam ketahanan korosi dan keelatan harus dikelola dengan hati-hati.