446 Stainless Steel: Properti dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
446 stainless steel diklasifikasikan sebagai stainless steel austenitik, terkenal karena kandungan kromium yang tinggi dan penambahan molybdenum, yang meningkatkan ketahanannya terhadap oksidasi dan korosi. Kelas baja ini terutama terdiri dari kromium (24-27%) dan nikel (19-22%), dengan molybdenum (hingga 1,5%) sebagai elemen paduan yang signifikan. Kandungan kromium yang tinggi memberikan ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan lingkungan suhu tinggi, sementara nikel berkontribusi pada ketangguhan dan ketekukan.
Tinjauan Komprehensif
446 stainless steel dikenal khususnya karena kekuatan suhu tingginya yang luar biasa dan ketahanan oksidasi, menjadikannya cocok untuk aplikasi di lingkungan di mana stainless steel lainnya mungkin gagal. Kemampuannya untuk mempertahankan sifat mekanis pada suhu yang tinggi, dikombinasikan dengan kemampuan las dan formabilitas yang baik, menjadikannya pilihan yang disukai dalam berbagai aplikasi industri, terutama di sektor petrokimia dan pembangkit listrik.
Kelebihan:
- Ketahanan Suhu Tinggi: Mampu bertahan pada suhu hingga 1200°C (2192°F) tanpa degradasi signifikan.
- Ketahanan Korosi: Ketahanan yang sangat baik terhadap oksidasi dan pengerasan dalam lingkungan suhu tinggi.
- Daya Tahan: Sifat mekanis yang baik, termasuk kekuatan dan ketekukan, berkontribusi pada umur panjangnya dalam pelayanan.
Keterbatasan:
- Biaya: Kandungan paduan yang lebih tinggi dapat menyebabkan biaya material meningkat dibandingkan dengan stainless steel kelas lebih rendah.
- Tantangan Las: Meskipun dapat dilas, perhatian harus diberikan untuk menghindari masalah seperti retakan panas.
- Ketersediaan Terbatas: Tidak seumumnya tersedia seperti grade stainless steel lainnya, yang dapat mempengaruhi waktu pengiriman.
446 stainless steel memiliki posisi pasar yang kuat dalam aplikasi khusus, terutama di mana kinerja suhu tinggi sangat penting. Signifikansi sejarahnya terletak pada pengembangannya untuk digunakan dalam komponen furnace, penukar panas, dan aplikasi suhu tinggi lainnya.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekuivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | S44600 | AS | Ekuivalen terdekat dengan EN 1.4762 |
| AISI/SAE | 446 | AS | Penunjukan yang umum digunakan |
| ASTM | A240 | AS | Spesifikasi standar untuk pelat stainless steel |
| EN | 1.4762 | Eropa | Perbedaan komposisi minor yang perlu diperhatikan |
| JIS | SUS446 | Jepang | Kelas ekuivalen dengan sifat yang serupa |
| GB | 00Cr25Ni20 | China | Kelas yang sebanding dengan sedikit variasi |
Perbedaan antara kelas ekuivalen ini sering terletak pada variasi komposisi minor yang dapat mempengaruhi kinerja di lingkungan tertentu. Misalnya, meskipun UNS S44600 dan EN 1.4762 menawarkan ketahanan suhu tinggi yang serupa, elemen paduan spesifik dan persentasenya dapat mempengaruhi ketahanan korosi dan sifat mekanis.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| Cr (Kromium) | 24.0 - 27.0 |
| Ni (Nikel) | 19.0 - 22.0 |
| Mo (Molybdenum) | 0.5 - 1.5 |
| C (Karbon) | ≤ 0.03 |
| Mn (Mangan) | ≤ 1.0 |
| Si (Silikon) | ≤ 1.0 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Belerang) | ≤ 0.03 |
Peran utama kromium dalam 446 stainless steel adalah untuk meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan oksidasi pada suhu tinggi. Nikel berkontribusi pada ketangguhan dan ketekunan baja, sementara molybdenum meningkatkan ketahanan terhadap pitting dan korosi celah, terutama di lingkungan yang kaya klorida.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Temper | Nilai/Rentang Umum (Satuan Meterik - Satuan SI) | Nilai/Rentang Umum (Satuan Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dideformasi | 515 - 690 MPa | 75 - 100 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lepas (0.2% offset) | Dideformasi | 205 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| Panjangnya | Dideformasi | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell B) | Dideformasi | 85 - 95 HRB | 85 - 95 HRB | ASTM E18 |
| Kekuatan Impak (Charpy V-notch) | -20°C | 40 J | 30 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi kekuatan tarik dan lepas yang tinggi, bersama dengan penambahan panjang yang baik, membuat 446 stainless steel cocok untuk aplikasi yang memerlukan integritas struktural di bawah beban mekanik. Kekuatan impaknya pada suhu rendah juga memastikan keandalan di lingkungan yang lebih dingin.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Satuan Meterik - Satuan SI) | Nilai (Satuan Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 7.8 g/cm³ | 0.283 lb/in³ |
| Titik Leleh/Rentang | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruang | 25 W/m·K | 17.3 BTU·in/(jam·ft²·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruang | 500 J/kg·K | 0.119 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.73 µΩ·m | 0.0000013 Ω·in |
| Koeffisien Ekspansi Termal | 20 - 100 °C | 16.5 x 10⁻⁶ /K | 9.2 x 10⁻⁶ /°F |
Kepadatan 446 stainless steel menunjukkan ketangguhannya, sementara titik lelehnya menandakan kesesuaiannya untuk aplikasi suhu tinggi. Konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan penukar panas, di mana transfer panas yang efisien sangat penting.
Ketahanan Korosi
| Agens Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Asam Sulfat | 10-20 | 25/77 | Baik | Risiko pitting |
| Klorida | 3-5 | 60/140 | Baik | Rentan terhadap pitting |
| Air Laut | - | 25/77 | Penuh | Ketahanan yang baik |
| Asam Klorida | 5-10 | 25/77 | Sangat Buruk | Tidak dianjurkan |
446 stainless steel menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama dalam aplikasi suhu tinggi. Kinerja dalam lingkungan yang kaya klorida sangat mencolok, meskipun rentan terhadap korosi pitting. Dibandingkan dengan grade seperti stainless steel 304 dan 316, 446 menawarkan ketahanan oksidasi yang lebih baik tetapi mungkin tidak berkinerja sebaik di lingkungan yang reduksi atau di hadapan asam yang kuat.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 1200 | 2192 | Optimal untuk aplikasi suhu tinggi |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 1300 | 2372 | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Pengerasan | 1150 | 2102 | Mulai mengoksidasi secara signifikan |
| Perhatikan Kekuatan Creep Mulai | 800 | 1472 | Creep mungkin menjadi perhatian |
446 stainless steel mempertahankan sifat mekanisnya pada suhu yang tinggi, menjadikannya ideal untuk aplikasi seperti komponen furnace dan penukar panas. Ketahanan oksidasinya memungkinkannya berkinerja baik di lingkungan di mana stainless steel lainnya mungkin gagal karena pengerasan atau oksidasi.
Sifat Fabrikasi
Kemudahan Las
| Proses Pengelasan | Logam Isian yang Disarankan (Klasifikasi AWS) | Gas/Flux Pelindung yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| TIG | ER446 | Argon | Pemanasan awal dianjurkan |
| MIG | ER446 | Argon + 2% O₂ | Bagus untuk bagian tipis |
| Stick | E446 | - | Memerlukan kontrol yang hati-hati |
Kemudahan las 446 stainless steel umumnya baik, tetapi memerlukan perhatian hati-hati untuk menghindari retakan panas. Pemanasan awal sebelum pengelasan dapat membantu mengurangi risiko ini, dan perlakuan panas pasca-lasan mungkin diperlukan untuk menghilangkan tegangan.
Kemudahan Mesin
| Parameter Mesin | [Baja Stainless 446] | Baja Standard (AISI 1212) | Catatan/Saran |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemudahan Mesin Relatif | 30% | 100% | Memerlukan kecepatan yang lebih lambat |
| Kecepatan Pemotongan Umum (Pembalikan) | 20 m/menit | 60 m/menit | Gunakan alat karbida |
Kemudahan mesin 446 stainless steel lebih rendah dibandingkan dengan grade yang lebih umum seperti AISI 1212. Disarankan untuk menggunakan alat karbida dan kecepatan pemotongan yang lebih lambat untuk mencapai hasil yang optimal.
Formabilitas
446 stainless steel memiliki formabilitas yang sedang. Pembentukan dingin dimungkinkan, namun perhatian harus diberikan untuk menghindari pengerasan kerja. Pembentukan panas lebih disukai untuk bentuk yang kompleks, dan radius lengkung yang disarankan harus diikuti dalam fabrikasi.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Perendaman Umum | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Penghamparan | 1050 - 1150 / 1922 - 2102 | 1 - 2 jam | Udara | Mengurangi tegangan, meningkatkan ketekunan |
| Perlakuan Solusi | 1000 - 1100 / 1832 - 2012 | 1 jam | Air | Meningkatkan ketahanan terhadap korosi |
Selama perlakuan panas, 446 stainless steel mengalami transformasi metalurgi yang meningkatkan mikrostrukturnya, memperbaiki sifat mekanis dan ketahanan terhadap korosi.
Aplikasi Umum dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Khusus | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Pembangkit Listrik | Pipa Boiler | Kekuatan suhu tinggi, ketahanan oksidasi | Esensial untuk sistem efisiensi tinggi |
| Petrokimia | Komponen Furnace | Ketahanan korosi, daya tahan | Kritis untuk operasi jangka panjang |
| Penerbangan | Sistem Pembuangan | Kinerja suhu tinggi | Diperlukan untuk kondisi ekstrem |
Aplikasi lainnya termasuk:
* Penukar panas
* Furnace industri
* Peralatan pemrosesan kimia
Pemilihan 446 stainless steel untuk aplikasi ini terutama disebabkan oleh kemampuannya untuk bertahan pada suhu tinggi dan lingkungan korosif, memastikan keandalan dan umur panjang.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | Stainless Steel 446 | Stainless Steel 304 | Stainless Steel 316 | Catatan Pro/Kon atau Pertimbangan Perdagangan Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanis Utama | Kekuatan tarik tinggi | Kekuatan tarik sedang | Kekuatan tarik sedang | 446 menawarkan kinerja suhu tinggi yang unggul |
| Aspek Korosi Utama | Ketahanan oksidasi yang sangat baik | Ketahanan korosi umum yang baik | Ketahanan yang lebih baik terhadap klorida | 446 kurang efektif di lingkungan reduksi |
| Kemudahan Las | Sedang | Baik | Baik | 446 memerlukan perhatian lebih selama pengelasan |
| Kemudahan Mesin | Sedang | Baik | Baik | 446 lebih sulit untuk diproses dibandingkan 304/316 |
| Formabilitas | Sedang | Baik | Baik | 446 kurang dapat dibentuk dibandingkan 304/316 |
| Kira-kira Biaya Relatif | Lebih tinggi | Lebih rendah | Sedang | Biaya dapat menjadi faktor penentu dalam pemilihan |
| Ketersediaan Umum | Terbatas | Sangat tersedia | Sangat tersedia | Ketersediaan dapat mempengaruhi waktu proyek |
Ketika memilih 446 stainless steel, pertimbangan seperti cost-effectiveness, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi tertentu harus diperhitungkan. Sifat uniknya membuatnya cocok untuk aplikasi niche di mana kinerja suhu tinggi sangat penting, tetapi biayanya yang lebih tinggi dan ketersediaan yang terbatas mungkin memerlukan perencanaan dan strategi pengadaan yang hati-hati.
Dalam ringkasan, 446 stainless steel adalah bahan berkinerja tinggi yang unggul di lingkungan yang menuntut, menjadikannya pilihan berharga bagi industri yang memerlukan daya tahan dan keandalan dalam kondisi ekstrem.