440B Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

440B stainless steel adalah baja tahan karat martensitik dengan karbon tinggi yang dikenal karena kekerasan dan ketahanan ausnya yang sangat baik. Diklasifikasikan sebagai baja tahan karat martensitik, biasanya mengandung kadar karbon yang lebih tinggi dibandingkan dengan kelas baja tahan karat lainnya, yang berkontribusi pada kekuatan dan kekerasannya. Elemen paduan utama dalam 440B adalah kromium (sekitar 16-18%) dan karbon (0.75-0.95%), dengan jumlah kecil mangan, silikon, dan fosfor. Elemen-elemen ini secara signifikan memengaruhi sifat-sifat baja, meningkatkan ketahanan korosi dan kekuatan mekaniknya.

Ikhtisar Komprehensif

Baja tahan karat 440B dicirikan oleh kemampuannya untuk mencapai kekerasan tinggi melalui perlakuan panas, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan dan ketahanan aus. Kandungan kromium yang tinggi memberikan ketahanan korosi yang baik, sementara kandungan karbon memungkinkan pengerasan melalui proses pendinginan dan temper.

Kelebihan:
- Kekerasan dan Ketahanan Aus Tinggi: Ideal untuk aplikasi di mana ketahanan aus sangat penting.
- Ketahanan Korosi yang Baik: Berkinerja baik di lingkungan yang sedikit korosif.
- Kemampuan Polishing yang Sangat Baik: Dapat dipoles hingga permukaan halus, menjadikannya cocok untuk aplikasi estetika.

Limitasi:
- Kerapuhan: Kandungan karbon yang tinggi dapat menyebabkan kerapuhan jika tidak diperlakukan panas dengan benar.
- Kemampuan Las Terbatas: Baja martensitik umumnya lebih sulit dilas karena rentannya terhadap retak.
- Kekerasan yang Lebih Rendah: Dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik, 440B memiliki kekerasan yang lebih rendah, yang dapat membatasi penggunaannya dalam aplikasi tertentu.

Secara historis, 440B telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk peralatan makan, instrumen bedah, dan komponen katup, karena keseimbangan kekerasan dan ketahanan korosinya. Posisi pasarnya sudah mapan, terutama di industri yang memprioritaskan ketahanan aus dan retensi tepi.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S44003	USA	Ekivalen terdekat dengan AISI 440B
AISI/SAE	440B	USA	Umumnya digunakan dalam peralatan makan dan instrumen bedah
ASTM	A276	USA	Spesifikasi untuk batang baja tahan karat
EN	1.4112	Erupa	Perbedaan komposisi minor yang perlu diperhatikan
JIS	SUS440B	Jepang	Ekivalen dengan variasi kecil dalam sifat mekanik

Perbedaan antara kelas-kelas ekivalen dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun 1.4112 (EN) dan SUS440B (JIS) mirip, mereka dapat menunjukkan variasi kecil dalam ketahanan korosi dan kekerasan karena perbedaan dalam proses pembuatan.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.75 - 0.95
Cr (Kromium)	16.0 - 18.0
Mn (Mangan)	1.0 max
Si (Silikon)	1.0 max
P (Fosfor)	0.04 max
S (Belerang)	0.03 max

Elemen paduan utama dalam baja tahan karat 440B memainkan peran penting:
- Kromium: Meningkatkan ketahanan korosi dan berkontribusi pada pembentukan lapisan oksida pelindung.
- Karbon: Meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui perlakuan panas, tetapi karbon yang berlebihan dapat menyebabkan kerapuhan.
- Mangan: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan membantu dalam penghilangan oksidasi pada baja selama produksi.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik - Satuan SI)	Nilai/Rentang Tipikal (Satuan Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Diannealing	620 - 850 MPa	90 - 123 ksi	ASTM E8
Kekuatan Hasil (offset 0.2%)	Diannealing	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Peregangan	Diannealing	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Diannealing	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak (Charpy)	-40°C	20 J	15 ft-lbf	ASTM E23

Sifat mekanik dari baja tahan karat 440B membuatnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan aus. Kekuatan tarik dan hasil yang tinggi memungkinkannya menahan beban mekanis yang signifikan, sementara kekerasannya memastikan ketahanan dalam lingkungan yang abrasif.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik - Satuan SI)	Nilai (Satuan Imperial)
Kerapatan	-	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Leleh/Rentang	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	20 °C	25.4 W/m·K	17.5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Kalor Spesifik	20 °C	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	20 °C	0.74 µΩ·m	0.74 µΩ·in

Sifat fisik kunci seperti kerapatan dan titik leleh signifikan untuk pertimbangan pemrosesan dan aplikasi. Titik leleh yang relatif tinggi memungkinkan kinerja yang baik dalam aplikasi suhu tinggi, sementara kerapatan menunjukkan berat material, yang penting untuk perhitungan desain.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Baik	Risiko pitting
Asam (HCl)	10-20	20-40 °C (68-104 °F)	Buruk	Tidak direkomendasikan
Alkali	5-10	20-60 °C (68-140 °F)	Baik	Ketahanan sedang
Atmosfer	-	-	Baik	Berkinerja baik di lingkungan ringan

Baja tahan karat 440B menunjukkan ketahanan yang baik terhadap korosi atmosfer dan beberapa asam ringan, tetapi rentan terhadap pitting dan korosi celah di lingkungan klorida. Dibandingkan dengan kelas austenitik seperti 304 atau 316, ketahanan korosi 440B lebih rendah, terutama di lingkungan agresif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batasan	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Catatan
Max Suhu Layanan Kontinu	400 °C	752 °F	Cocok untuk penggunaan sesekali
Max Suhu Layanan Intermiten	600 °C	1112 °F	Ketahanan oksidasi terbatas
Suhu Scaling	800 °C	1472 °F	Risiko scaling pada suhu tinggi

Pada suhu tinggi, baja tahan karat 440B mempertahankan kekuatannya tetapi dapat mengalami oksidasi, yang dapat memengaruhi kinerjanya. Penting untuk mempertimbangkan lingkungan layanan saat memilih material ini untuk aplikasi suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

Proses Pengelasan	Logam Filler yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Perlindungan Tipikal	Catatan
TIG	ER440B	Argon	Pra-pemanasan dianjurkan
MIG	ER440B	Argon/CO2	Pemrosesan panas pasca-las disarankan

Baja tahan karat 440B sulit dilas karena kandungan karbon yang tinggi, yang dapat menyebabkan retak. Pemanasan awal dan perlakuan panas pasca-las sering kali diperlukan untuk mengurangi masalah ini dan memastikan integritas las.

Kemampuan Mesin

Parameter Pemesinan	440B	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Kemampuan Mesin Relatif	50%	100%	Memerlukan alat yang tajam
Kecepatan Pemotongan Tipikal	30-50 m/menit	60-80 m/menit	Gunakan coolant untuk mengurangi panas

440B memiliki kemampuan mesin sedang, memerlukan pertimbangan hati-hati tentang tooling dan kecepatan pemotongan untuk mencapai hasil optimal. Penggunaan alat baja cepat atau alat karbida sangat dianjurkan.

Formabilitas

Baja tahan karat 440B tidak terlalu dapat dibentuk karena kandungan karbon yang tinggi, yang meningkatkan kekerasan dan mengurangi kemampuan lentur. Pembentukan dingin mungkin dimungkinkan tetapi dapat memerlukan kekuatan signifikan, sedangkan pembentukan panas lebih memungkinkan pada suhu yang lebih tinggi.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Peregangan	800-900 °C / 1472-1652 °F	1-2 jam	Udara atau minyak	Mengurangi kekerasan, meningkatkan ductility
Pendinginan	1000-1100 °C / 1832-2012 °F	-	Air atau minyak	Meningkatkan kekerasan
Temper	400-600 °C / 752-1112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, menstabilkan mikrostruktur

Proses perlakuan panas berdampak signifikan pada mikrostruktur dan sifat baja tahan karat 440B. Pendinginan meningkatkan kekerasan, sementara temper membantu mengurangi kerapuhan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Peralatan Makan	Pedang dapur	Kekerasan tinggi, ketahanan aus	Retensi tepi dan ketahanan
Kedokteran	Instrumen bedah	Ketahanan korosi, kekerasan	Sterilisasi dan kekuatan
Automotif	Komponen katup	Kekuatan tinggi, ketahanan aus	Kinerja di bawah stres

Aplikasi lainnya meliputi:
- Peralatan Industri: Komponen yang memerlukan ketahanan aus tinggi.
- Aerospace: Bagian yang terkena beban mekanis tinggi.
- Maritim: Komponen yang terkena lingkungan korosif.

440B dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan yang sangat baik antara kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi, menjadikannya cocok untuk lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	440B	AISI 304	AISI 316	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekerasan tinggi	Kekerasan sedang	Kekerasan sedang	440B unggul dalam ketahanan aus
Aspek Korosi Utama	Baik dalam klorida	Excelent	Excelent	440B kurang cocok untuk lingkungan agresif
Kemampuan Las	Buruk	Baik	Baik	440B memerlukan teknik khusus
Kemampuan Mesin	Sedang	Baik	Baik	440B membutuhkan pemesinan yang hati-hati
Formabilitas	Buruk	Baik	Baik	440B kurang lentur
Biaya relatif kira-kira	Sedang	Rendah	Sedang	Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar
Ketersediaan Tipikal	Sedang	Tinggi	Tinggi	440B mungkin kurang umum

Ketika memilih baja tahan karat 440B, pertimbangan meliputi sifat mekaniknya, ketahanan korosi, dan tantangan fabrikasi. Meskipun menawarkan ketahanan aus yang sangat baik, keterbatasannya dalam kemampuan las dan formabilitas mungkin memerlukan perencanaan yang hati-hati dalam proses desain dan manufaktur. Selain itu, efektivitas biaya dan ketersediaan kelas alternatif harus dievaluasi berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu.