440C Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

440C stainless steel adalah baja tahan karat martensitik dengan karbon tinggi yang dikenal karena kekerasannya yang sangat baik, ketahanan aus, dan ketahanan korosi. Ini diklasifikasikan sebagai baja tahan karat martensitik karena kandungan karbonnya yang tinggi (sekitar 1,0-1,2%) dan kandungan kromium yang signifikan (sekitar 16-18%). Unsur paduan utama meliputi karbon (C), kromium (Cr), dan jumlah kecil mangan (Mn), silikon (Si), dan molibdenum (Mo). Kandungan karbon yang tinggi memungkinkan terbentuknya struktur martensitik yang keras setelah perlakuan panas, sementara kromium memberikan ketahanan korosi.

Ikhtisar Komprehensif

440C stainless steel secara luas diakui karena kemampuannya untuk mencapai tingkat kekerasan yang tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan aus yang sangat baik. Kombinasi unik propertinya mencakup kekuatan tarik yang tinggi, duktilitas yang baik, dan kemampuan untuk bertahan dalam lingkungan korosif yang moderat. Kekerasan baja dapat ditingkatkan melalui proses perlakuan panas, memungkinkan untuk mencapai tingkat kekerasan hingga 60 HRC.

Keuntungan:
- Kekerasan Tinggi: Tingkat kekerasan yang dapat dicapai menjadikannya ideal untuk alat potong dan aplikasi yang tahan aus.
- Ketahanan Korosi: Menawarkan ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan korosi, terutama di lingkungan yang sedikit korosif.
- Ketahanan Aus: Cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tahan dan umur panjang.

Limitasi:
- Brittleness: Pada tingkat kekerasan yang lebih tinggi, dapat menjadi rapuh, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan dampak tinggi.
- Weldability: Umumnya memiliki kemampuan pengelasan yang buruk karena kandungan karbon yang tinggi, yang dapat menyebabkan retak.
- Biaya: Memiliki biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan baja tahan karat dengan kelas lebih rendah.

Khistoris, 440C telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk bilah pisau, bantalan, dan instrumen bedah, karena keseimbangan antara kekerasan dan ketahanan korosi.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Deskripsi/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S44004	USA	Ekivalen terdekat dengan AISI 440C
AISI/SAE	440C	USA	Deskripsi yang biasa digunakan
ASTM	A276	USA	Spesifikasi standar untuk batang stainless steel
EN	1.4125	Eropa	Kelas ekivalen di Eropa
JIS	SUS440C	Jepang	Ekivalen standar Jepang
ISO	440C	Internasional	Deskripsi standar internasional

Perbedaan antara kelas-kelas ini biasanya terletak pada variasi komposisi kecil yang dapat memengaruhi sifat seperti ketahanan korosi dan kekerasan. Misalnya, ekivalen Eropa (1.4125) mungkin memiliki perbedaan kecil dalam kandungan karbon, yang dapat memengaruhi kekerasan dan ketangguhannya.

Properti Kunci

Kompisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	1.0 - 1.2
Cr (Kromium)	16.0 - 18.0
Mn (Mangan)	0.5 - 1.0
Si (Silikon)	0.5 max
Mo (Molybdenum)	0.5 max

Unsur-unsur paduan utama dalam 440C stainless steel memainkan peran penting:
- Karbon (C): Meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui pembentukan martensit selama perlakuan panas.
- Kromium (Cr): Memberikan ketahanan korosi dan berkontribusi pada kekuatan keseluruhan baja.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kemampuan mengeras dan membantu dalam penghilangan oksigen dari baja selama produksi.

Properti Mekanis

Properti	Kondisi/Temper	Temperatur Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metri)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Quenched & Tempered	Suasana Ruang	600 - 750 MPa	87 - 109 ksi	ASTM E8
Kekuatan Hasil (0.2% offset)	Quenched & Tempered	Suasana Ruang	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Perpanjangan	Quenched & Tempered	Suasana Ruang	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (HRC)	Quenched & Tempered	Suasana Ruang	58 - 60 HRC	58 - 60 HRC	ASTM E18
Kekuatan Dampak	Quenched & Tempered	-20°C (-4°F)	20 - 30 J	15 - 22 ft-lbf	ASTM E23

Properti mekanis dari 440C stainless steel menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan kekerasan tinggi. Kekuatan tarik dan kekuatan hasilnya sangat menguntungkan dalam aplikasi yang memikul beban, sementara kekerasannya memastikan daya tahan di lingkungan yang rentan terhadap aus.

Properti Fisis

Properti	Kondisi/Suhu	Nilai (Metri)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suasana Ruang	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Leleh/Rentang	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Kepadatan Termal	Suasana Ruang	25 W/m·K	14.5 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	Suasana Ruang	460 J/kg·K	0.11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suasana Ruang	0.72 µΩ·m	0.72 µΩ·in
Kkoefisien Ekspansi Termal	20 - 100 °C	16.0 x 10⁻⁶/K	8.9 x 10⁻⁶/°F

Properti fisik kunci seperti kepadatan dan konduktivitas termal sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan manajemen termal. Titik leleh yang relatif tinggi menunjukkan performa yang baik pada suhu tinggi, sementara konduktivitas termal menunjukkan kemampuan transfer panas yang moderat, menjadikannya cocok untuk aplikasi di mana disipasi panas diperlukan.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Temperatur (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3.5	25°C (77°F)	Adil	Rentan terhadap pitting
Asam	10	20°C (68°F)	Buruk	Tidak direkomendasikan untuk asam kuat
Alkali	5	25°C (77°F)	Baik	Ketahanan sedang
Atmosferik	-	-	Baik	Berkinerja baik dalam kondisi ringan

440C stainless steel menunjukkan ketahanan korosi yang baik dalam berbagai lingkungan, terutama dalam kondisi atmosferik dan alkali ringan. Namun, itu rentan terhadap korosi pitting di lingkungan klorida, yang bisa menjadi pertimbangan penting dalam aplikasi maritim. Dibandingkan dengan baja tahan karat lainnya, seperti 304 dan 316, 440C menawarkan kekerasan yang lebih baik tetapi mungkin tidak berkinerja sebaik di lingkungan korosif tinggi karena kandungan kromiumnya yang lebih rendah.

Ketahanan Panas

Properti/Batas	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Keterangan
Max Suhu Layanan Kontinu	400°C	752°F	Cocok untuk penggunaan interval
Max Suhu Layanan Intermiten	600°C	1112°F	Ketahanan oksidasi terbatas
Temperatur Scaling	800°C	1472°F	Mulai kehilangan kekuatan

Pada suhu tinggi, 440C stainless steel mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Performa ini cukup untuk aplikasi yang melibatkan paparan intermiten terhadap suhu tinggi, tetapi harus dihindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas 400°C (752°F) untuk mencegah kehilangan properti mekanis.

Properti Fabrikasi

Weldability

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Perlindungan yang Umum	Catatan
TIG	ER440C	Argon	Preheat direkomendasikan
MIG	ER440C	Argon + campuran CO2	Perlakuan panas setelah pengelasan mungkin diperlukan

440C stainless steel memiliki kemampuan pengelasan yang terbatas karena kandungan karbon yang tinggi, yang dapat menyebabkan retakan. Preheating sebelum pengelasan dan perlakuan panas setelah pengelasan sering direkomendasikan untuk mengurangi masalah ini. Pemilihan logam pengisi yang hati-hati sangat penting untuk memastikan kecocokan dan kinerja pengelasan.

Machinability

Parameter Perangkaian	440C	AISI 1212	Catatan/Tips
Indeks Machinability Relatif	50%	100%	Memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat
Kecepatan Pemotongan Tipikal	30 m/menit	60 m/menit	Gunakan alat dari karbida untuk hasil terbaik

440C stainless steel lebih sulit untuk dikerjakan dibandingkan dengan baja karbon rendah. Ini memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat dan alat khusus, seperti insert karbida, untuk mencapai hasil optimal. Pelumasan dan pendinginan yang tepat sangat penting untuk mencegah keausan alat dan menjaga akurasi dimensi.

Formability

440C stainless steel tidak cocok untuk operasi pembentukan yang luas karena kekerasan dan kekuatannya yang tinggi. Pembentukan dingin dapat dilakukan tetapi mungkin memerlukan gaya yang signifikan, dan pembentukan panas umumnya lebih disukai untuk mengurangi risiko retakan. Karakteristik pengerasan kerja baja ini dapat menyulitkan proses pembentukan, sehingga memerlukan pengendalian yang hati-hati terhadap radius bengkok dan teknik pembentukan.

Heat Treatment

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

Proses perlakuan panas untuk 440C stainless steel secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur dan properti. Penghardian mengubah baja menjadi struktur martensitik yang keras, sementara tempering mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Properti Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Dirgantara	Komponen pesawat	Kekuatan tinggi, ketahanan aus	Penting untuk keselamatan dan kinerja
Medis	Instrumen bedah	Ketahanan korosi, kekerasan	Sterilitas dan daya tahan diperlukan
Manufaktur	Alat pemotong	Kekerasan tinggi, ketahanan aus	Penting untuk umur panjang alat
Otomotif	Komponen katup	Kekuatan, ketahanan kelelahan	Kepastian dalam kondisi stres

Aplikasi lainnya termasuk:
- Pisau dan Bilah: Dipilih karena kemampuannya untuk mempertahankan ketajaman.
- Bantalan: Digunakan dalam aplikasi yang memerlukan gesekan rendah dan ketahanan aus tinggi.
- Pengencang: Dipilih karena kekuatan dan ketahanan korosi dalam lingkungan keras.

440C stainless steel sering dipilih untuk aplikasi di mana kombinasi ketahanan dan ketahanan korosi sangat penting. Kemampuannya untuk mempertahankan ketajaman menjadikannya sangat populer di industri pisau.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Properti	440C	AISI 304	AISI 316	Catatan Pro/Con atau Perdagangan Singkat
Properti Mekanis Utama	Kekerasan tinggi	Kekerasan sedang	Kekerasan sedang	440C unggul dalam kekerasan, sementara 304 dan 316 menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik
Aspek Korosi Utama	Adil dalam klorida	Ekstra baik	Ekstra baik	440C kurang tahan terhadap pitting dibandingkan 304 dan 316
Weldability	Buruk	Baik	Baik	440C memerlukan pertimbangan khusus untuk pengelasan
Machinability	Sedang	Bagus	Bagus	440C lebih sulit untuk dikerjakan dibandingkan 304 dan 316
Formability	Terbatas	Bagus	Bagus	440C kurang bisa dibentuk karena kekerasannya
Biaya Relatif Perkiraan	Lebih tinggi	Sedang	Lebih tinggi	Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar
Ketersediaan Tipikal	Sedang	Tinggi	Tinggi	440C mungkin kurang mudah tersedia dibandingkan dengan 304 dan 316

Ketika memilih 440C stainless steel, pertimbangan termasuk properti mekanis, ketahanan korosi, dan persyaratan spesifik dari aplikasi. Meskipun menawarkan kekerasan superior, mungkin bukan pilihan terbaik untuk lingkungan dengan risiko korosi tinggi atau untuk aplikasi yang memerlukan pengelasan atau pembentukan yang ekstensif. Biaya dan ketersediaan juga dapat memengaruhi keputusan, karena alternatif seperti AISI 304 dan 316 mungkin memberikan kinerja yang lebih baik secara keseluruhan dalam skenario tertentu.

Singkatnya, 440C stainless steel adalah bahan yang serbaguna dengan properti unik yang menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi, terutama di mana kekerasan dan ketahanan aus sangat penting. Namun, keterbatasannya dalam pengelasan dan pembentukan harus dipertimbangkan dengan hati-hati selama proses pemilihan.