440 Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

Baja tahan karat 440 adalah baja tahan karat martensitik karbon tinggi yang dikenal karena kekerasan dan ketahanan ausnya yang sangat baik. Diklasifikasikan di bawah kategori baja tahan karat martensitik, biasanya mengandung 16-18% krom dan 1,0-1,2% karbon, yang secara signifikan mempengaruhi sifat mekaniknya dan ketahanan korosi. Kandungan karbon yang tinggi memungkinkan pembentukan struktur martensit keras setelah perlakuan panas, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan aus.

Ikhtisar Komprehensif

Baja tahan karat 440 terutama digunakan dalam aplikasi di mana kekerasan tinggi dan ketahanan korosi moderat sangat penting. Kombinasi unik dari sifat-sifatnya menjadikannya pilihan populer untuk peralatan makan, instrumen bedah, dan berbagai aplikasi industri. Baja ini dapat dikategorikan menjadi tiga sub-grade: 440A, 440B, dan 440C, masing-masing dengan variasi kecil dalam kandungan karbon dan kekerasan.

Kelebihan:
- Kekerasan Tinggi: Baja tahan karat 440 dapat mencapai kekerasan hingga 58 HRC jika diperlakukan panas dengan benar, menjadikannya ideal untuk alat pemotong dan aplikasi tahan aus.
- Ketahanan Korosi Baik: Meskipun tidak sekuat kelas austenitik dalam ketahanan korosi, baja tahan karat 440 menawarkan ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan korosi dalam lingkungan ringan.
- Pemeliharaan Ujung: Kekerasannya memungkinkan pemeliharaan ujung yang luar biasa dalam aplikasi pemotongan, menjadikannya pilihan yang disukai untuk pisau dan mata pisau.

Limitasi:
- Kerapuhan: Kandungan karbon yang tinggi dapat menyebabkan kerapuhan, terutama pada bagian yang lebih tipis, yang dapat membatasi penggunaannya dalam aplikasi tertentu.
- Masalah Ketahanan Pengelasan: Baja tahan karat 440 bisa sulit untuk dilas karena kandungan karbon yang tinggi, yang dapat menyebabkan retak di zona yang terpengaruh panas.
- Ketahanan Korosi Moderat: Dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik, ketahanan korosinya terbatas, terutama di lingkungan yang keras.

Secara historis, baja tahan karat 440 telah berperan penting dalam pengembangan peralatan makan berperforma tinggi dan instrumen bedah, membuktikan dirinya sebagai bahan yang andal di berbagai industri.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekuivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Grade	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S44000	USA	Ekuivalen terdekat dengan AISI 440A/B/C
AISI/SAE	440A, 440B, 440C	USA	Variasi dalam kandungan karbon mempengaruhi kekerasan
ASTM	A276	USA	Spesifikasi standar untuk batang baja tahan karat
EN	1.4116	Eropa	Ekuivalen dengan AISI 440C
JIS	SUS440A, SUS440B, SUS440C	Jepang	Sifat yang mirip dengan sedikit perbedaan komposisi

Perbedaan antara grade setara ini dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan kebutuhan aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun 440C menawarkan kekerasan lebih tinggi karena kandungan karbonnya, ia juga mungkin lebih rentan terhadap korosi di lingkungan tertentu dibandingkan 440A.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.95 - 1.20
Cr (Krom)	16.0 - 18.0
Mn (Mangan)	1.0 maks
Si (Silikon)	1.0 maks
P (Fosfor)	0.04 maks
S (Sulfur)	0.03 maks

Elemen paduan utama dalam baja tahan karat 440 termasuk krom dan karbon. Krom meningkatkan ketahanan korosi dan berkontribusi pada pembentukan lapisan oksida pelindung, sementara karbon meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui pembentukan martensit selama perlakuan panas.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temperatur	Nilai/ Rentang Umum (Satuan Metrik - SI)	Nilai/ Rentang Umum (Satuan Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Diulang	620 - 850 MPa	90 - 123 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lega (0.2% offset)	Diulang	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Peregangan	Diulang	12 - 15%	12 - 15%	ASTM E8
Kekerasan	Diulang	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak	-	20 J (pada -20°C)	15 ft-lbf (pada -4°F)	ASTM E23

Sifat mekanik dari baja tahan karat 440 menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan aus. Kekuatan tarik dan kekuatan leganya menunjukkan kemampuannya untuk menahan beban yang signifikan, sementara kekerasannya menjamin daya tahan dalam aplikasi pemotongan.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Satuan Metrik - SI)	Nilai (Satuan Imperial)
Densitas	-	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Lebur	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Kepadatan Termal	20 °C	25.4 W/m·K	17.5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Kalor Spesifik	20 °C	0.50 J/g·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	20 °C	0.74 µΩ·m	0.0000013 Ω·in

Sifat fisik utama seperti densitas dan titik lebur sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan lingkungan suhu tinggi. Densitas menunjukkan berat bahan, sementara titik lebur memberikan wawasan tentang stabilitas termalnya.

Ketahanan Korosi

Agens Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60 / 68-140	Baik	Risiko pitting
Asam Sulfat	10-30	20-40 / 68-104	Buruk	Tidak disarankan
Asam Asetat	5-20	20-60 / 68-140	Baik	Ketahanan sedang
Atmosfer	-	-	Baik	Bekerja dengan baik di lingkungan ringan

Baja tahan karat 440 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama dalam kondisi atmosfer dan asam yang diencerkan. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan klorida, yang merupakan pertimbangan kritis untuk aplikasi di wilayah laut atau pesisir. Dibandingkan dengan grade austenitik seperti 304 atau 316, baja tahan karat 440 kurang tahan terhadap korosi tetapi menawarkan kekerasan yang superior.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	400	752	Di atas ini, oksidasi dapat terjadi
Suhu Layanan Intermiten Maks	600	1112	Paparan jangka pendek saja
Suhu Penggelasan	800	1472	Risiko penggelasan di atas suhu ini

Pada suhu tinggi, baja tahan karat 440 mempertahankan kekuatannya tetapi dapat mengalami oksidasi. Performa dalam aplikasi suhu tinggi terbatas dibandingkan dengan baja tahan karat lainnya, sehingga perlu dipertimbangkan dengan hati-hati dalam desain.

Sifat Pembuatan

Ketahanan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Umum	Catatan
TIG	ER440 (AWS A5.9)	Argon	Preheat disarankan
MIG	ER440 (AWS A5.9)	Argon + CO2	Perlakuan panas setelah pengelasan mungkin diperlukan

Mengelas baja tahan karat 440 bisa menjadi tantangan karena kandungan karbon yang tinggi, yang meningkatkan risiko retak. Pemanasan awal dan perlakuan panas setelah pengelasan sering direkomendasikan untuk mengurangi masalah ini.

Kemampuan Mesin

Parameter Mesin	[Baja Tahan Karat 440]	[AISI 1212]	Catatan/Pahat
Indeks Kemudahan Mesin Relatif	60%	100%	Memerlukan alat pemotong berkecepatan tinggi
Kecepatan Pemotongan Umum (Pemotongan)	30-50 m/menit	100-150 m/menit	Gunakan alat carbide untuk hasil terbaik

Baja tahan karat 440 memiliki kemampuan mesin sedang, memerlukan alat dan kecepatan pemotongan tertentu untuk mencapai hasil optimal. Penggunaan alat carbide disarankan untuk meningkatkan performa.

Formabilitas

Baja tahan karat 440 tidak sangat mudah dibentuk karena kandungan karbon yang tinggi, yang dapat menyebabkan retak saat pekerjaan dingin. Pembentukan panas dimungkinkan tetapi memerlukan kontrol suhu yang hati-hati untuk menghindari degradasi sifat.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Umum	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pembersihan	760 - 800 / 1400 - 1472	1-2 jam	Udara	Mengurangi kekerasan, meningkatkan keuletan
Pengerasan	980 - 1050 / 1800 - 1922	30 menit	Minyak atau Udara	Meningkatkan kekerasan dan kekuatan
Pembumian	150 - 400 / 300 - 750	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketahanan

Proses perlakuan panas sangat mempengaruhi mikrostruktur dan sifat baja tahan karat 440. Pengerasan meningkatkan kekuatan dan kekerasan, sementara pembumian membantu mengurangi kerapuhan.

Aplikasi dan Penggunaan yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Peralatan Makan	Pisau dapur	Kekerasan tinggi, pemeliharaan ujung	Sangat baik untuk alat pemotong
Kedokteran	Instrumen bedah	Ketahanan korosi, kemampuan sterilisasi	Aman untuk digunakan dalam medis
Otomotif	Komponen katup	Ketahanan aus, kekuatan	Kebutuhan performa tinggi
Aerospace	Komponen mesin	Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi	Kritis untuk keselamatan dan performa

Baja tahan karat 440 dipilih untuk aplikasi yang memerlukan kekerasan tinggi dan ketahanan korosi moderat. Pemeliharaan ujungnya menjadikannya sangat cocok untuk peralatan makan, sementara kekuatannya menguntungkan untuk aplikasi otomotif dan aerospace.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	Baja Tahan Karat 440	Baja Tahan Karat AISI 304	Baja Tahan Karat AISI 316	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekerasan tinggi	Keuletan baik	Ketahanan korosi yang sangat baik	440 lebih keras tetapi kurang ulet
Aspek Korosi Utama	Ketahanan moderat	Ketahanan yang baik	Ketahanan yang sangat baik	440 kurang cocok untuk lingkungan keras
Ketahanan Pengelasan	Buruk	Baik	Baik	440 memerlukan perhatian khusus saat mengelas
Kemampuan Mesin	Sedang	Baik	Sedang	440 memerlukan lebih banyak usaha untuk diproses
Formabilitas	Buruk	Baik	Baik	440 kurang dapat dibentuk dibandingkan grade austenitik
Kira-kira Biaya Relatif	Sedang	Rendah	Sedang hingga Tinggi	Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar
Ketersediaan Umum	Sedang	Tinggi	Tinggi	440 mungkin kurang tersedia

Ketika memilih baja tahan karat 440, pertimbangan mencakup sifat mekaniknya, ketahanan korosi, dan karakteristik fabrikasi. Meskipun menawarkan kekerasan tinggi, keterbatasannya dalam ketahanan pengelasan dan formabilitas harus diperhitungkan dalam desain dan aplikasi. Efisiensi biaya dan ketersediaan juga memainkan peran penting dalam pemilihan material, terutama di industri yang kompetitif.

Singkatnya, baja tahan karat 440 adalah bahan yang serbaguna yang unggul dalam aplikasi yang memerlukan kekerasan tinggi dan ketahanan aus, menjadikannya pilihan yang berharga di berbagai industri meskipun memiliki keterbatasan dalam ketahanan korosi dan ketahanan pengelasan.