455 Stainless Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

Stainless Steel 455, juga dikenal sebagai Custom 455, adalah baja anti karat martensitik yang telah mendapatkan pengakuan karena kombinasi unik antara kekuatan tinggi, ketahanan korosi, dan kemampuan fabrikasi yang baik. Dikategorikan terutama sebagai baja anti karat martensitik, baja ini memiliki kandungan kromium dan nikel yang tinggi, yang berkontribusi pada sifat keseluruhannya. Unsur paduan utama termasuk kromium (Cr), nikel (Ni), dan molibdenum (Mo), yang masing-masing memiliki peran penting dalam mendefinisikan karakteristik baja.

Ikhtisar Komprehensif

Stainless Steel 455 dirancang untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan korosi sedang. Komposisinya biasanya mencakup sekitar 15-17% kromium, 4-6% nikel, dan 0.5-1.5% molibdenum, yang meningkatkan sifat mekaniknya dan ketahanan terhadap oksidasi. Struktur martensitik memungkinkan perlakuan panas, memungkinkan bahan ini mencapai tingkat kekerasan dan kekuatan yang tinggi.

Karakteristik Utama:
- Kekuatan Tinggi: Menawarkan kekuatan tarik dan kekuatan hasil yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang menuntut.
- Ketahanan Korosi: Memberikan ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan korosif, meskipun tidak setinggi kelas austenitik.
- Kemampuan Fabrikasi: Dapat dengan mudah dikerjakan dan dilas, meskipun perlu perhatian untuk menghindari retak saat pengelasan.

Keuntungan:
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi.
- Ketahanan aus yang baik.
- Cocok untuk perlakuan panas untuk meningkatkan sifat.

Limitasi:
- Ketahanan korosi sedang dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik.
- Rentan terhadap retak korosi stres di lingkungan tertentu.

Secara historis, Stainless Steel 455 telah digunakan dalam aplikasi aeroangkasa, otomotif, dan medis karena sifatnya yang menguntungkan. Posisi pasarnya kuat, terutama di industri di mana material berkinerja tinggi sangat penting.

Nama Alternatif, Standar, dan Equivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S45500	USA	Setara terdekat dengan AISI 630
AISI/SAE	455	USA	Baja tahan karat martensitik
ASTM	A313	USA	Spesifikasi standar untuk kawat
EN	1.4542	Eropa	Sifat mirip dengan AISI 630
JIS	SUS 630	Jepang	Perbedaan komposisi minor

Tabel di atas menyoroti berbagai standar dan penunjukan yang terkait dengan Stainless Steel 455. Perlu dicatat bahwa meskipun kelas seperti AISI 630 dan EN 1.4542 sering dianggap setara, mereka dapat menunjukkan perbedaan halus dalam komposisi yang dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Misalnya, kandungan nikel di AISI 630 sedikit lebih rendah, yang dapat mempengaruhi ketangguhan dan ketahanan korosinya.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Cr (Kromium)	15.0 - 17.0
Ni (Nikel)	4.0 - 6.0
Mo (Molibdenum)	0.5 - 1.5
C (Karbon)	0.05 - 0.15
Mn (Mangan)	0.5 - 1.0
Si (Silikon)	0.5 - 1.0
P (Fosfor)	≤ 0.04
S (Belerang)	≤ 0.03

Unsur paduan utama dalam Stainless Steel 455 berfungsi secara berbeda:
- Kromium: Meningkatkan ketahanan korosi dan berkontribusi pada pembentukan lapisan oksida pelindung.
- Nikel: Meningkatkan ketangguhan dan kelenturan, memungkinkan kinerja yang lebih baik di bawah stres.
- Molibdenum: Meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting dan celah, terutama di lingkungan klorida.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Diproses	Suhu Ruang	860 - 1030 MPa	125 - 150 ksi	ASTM E8
Kekuatan Hasil (0.2% offset)	Diproses	Suhu Ruang	620 - 800 MPa	90 - 116 ksi	ASTM E8
Peregangan	Diproses	Suhu Ruang	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Diproses	Suhu Ruang	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Dampak	Diproses	-40°C	30 J	22 ft-lbf	ASTM E23

Sifat mekanik dari Stainless Steel 455 menjadikannya sangat cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban mekanik tinggi. Kekuatan tarik dan kekuatan hasil yang tinggi memungkinkannya menahan stres yang signifikan, sementara elongasi dan kekuatan dampaknya memastikan bahwa ia dapat menyerap energi tanpa retak.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.75 g/cm³	0.28 lb/in³
Titik Leleh	-	1450 - 1500 °C	2642 - 2732 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	25 W/m·K	14.5 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Kalor Spesifik	Suhu Ruang	500 J/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0.72 µΩ·m	0.72 µΩ·in
Koeffisien Perluasan Termal	Suhu Ruang	16.5 x 10⁻⁶/K	9.2 x 10⁻⁶/°F

Sifat fisik dari Stainless Steel 455, seperti kepadatan dan titik leleh, sangat penting untuk aplikasi yang memerlukan kinerja suhu tinggi. Konduktivitas termalnya sedang, menjadikannya cocok untuk aplikasi di mana dissipasi panas diperlukan tetapi tidak kritis.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60	Baik	Risiko korosi pitting
Asam Sulfat	10-30	20-40	Buruk	Tidak disarankan
Asam Asetat	5-20	20-60	Baik	Ketahanan sedang
Air Laut	-	20-30	Baik	Risiko korosi celah

Stainless Steel 455 menunjukkan ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama di kondisi sedang. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan kaya klorida, yang merupakan pertimbangan kritis untuk aplikasi di daerah laut atau pantai. Dibandingkan dengan kelas austenitik seperti baja tahan karat 316, yang menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik, 455 kurang menguntungkan di lingkungan yang sangat korosif.

Ketahanan Terhadap Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	600 °C	1112 °F	Cocok untuk aplikasi suhu tinggi
Suhu Layanan Seling Maks	650 °C	1202 °F	Hanya untuk paparan jangka pendek
Suhu Scaling	800 °C	1472 °F	Risiko oksidasi pada suhu tinggi
Pertimbangan Kekuatan Creep	500 °C	932 °F	Ketahanan creep menurun di atas suhu ini

Stainless Steel 455 mempertahankan kekuatan dan kekerasannya pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan paparan panas. Namun, paparan berkepanjangan pada suhu di atas 600 °C dapat menyebabkan oksidasi dan scaling, yang dapat mengurangi integritas strukturnya.

Sifat Fabrikasi

Keberlasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung yang Umum	Catatan
TIG	ER455	Argon	Preheat disarankan
MIG	ER308L	Argon/CO2	Perlakuan panas pasca pengelasan disarankan
SMAW	E308L	-	Perhatian diperlukan untuk menghindari retak

Stainless Steel 455 dapat dilas menggunakan berbagai metode, termasuk pengelasan TIG dan MIG. Namun, pemanasan awal sering disarankan untuk meminimalkan risiko retak. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat lebih meningkatkan sifat mekanik dari lasan.

Keberkerjaan

Parameter Pemotongan	Stainless Steel 455	AISI 1212	Catatan/Tips
Indeks Keberkerjaan Relatif	60%	100%	Memerlukan alat pemotong kecepatan tinggi
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Penggilingan)	30-50 m/menit	60-80 m/menit	Gunakan pendingin untuk mencegah overheating

Keberkerjaan Stainless Steel 455 adalah sedang, memerlukan pemilihan alat pemotong dan kecepatan yang hati-hati. Alat baja kecepatan tinggi atau alat karbida disarankan untuk mencapai hasil yang optimal.

Formaibilitas

Stainless Steel 455 menunjukkan formabilitas sedang, menjadikannya cocok untuk proses pembentukan dingin dan panas. Namun, karena kekuatannya yang tinggi, radius bengkok yang lebih besar disarankan untuk menghindari retak saat melakukan operasi pembentukan.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pelembutan	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1-2 jam	Udara atau air	Melunakkan, meningkatkan kelenturan
Pengerasan	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 menit	Minyak atau udara	Meningkatkan kekerasan dan kekuatan
Pembangunan	500 - 600 °C / 932 - 1112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas untuk Stainless Steel 455 secara signifikan mempengaruhi mikrostrukturnya dan sifat-sifatnya. Pelembutan menghaluskan bahan, sementara pengerasan meningkatkan kekuatan. Pembangunan sangat penting untuk mengurangi kerapuhan setelah pengerasan.

Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Khusus	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan
Aeroangkasa	Komponen pesawat	Kekuatan tinggi, ketahanan korosi	Ringan dan tahan lama
Otomotif	Bagian mesin	Kekuatan tinggi, kemampuan pengerjaan yang baik	Kinerja dan keandalan
Kedokteran	Alat bedah	Ketahanan korosi, biokompatibilitas	Keamanan dan daya tahan

Aplikasi lain termasuk:
- Komponen industri minyak dan gas
- Perkakas maritim
- Pengikat dan fitting

Pemilihan Stainless Steel 455 untuk aplikasi aeroangkasa dan otomotif terutama disebabkan oleh rasio kekuatan terhadap beratnya yang tinggi, yang penting untuk kinerja dan efisiensi.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Stainless Steel 455	Stainless Steel AISI 316	Stainless Steel AISI 420	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Ketahanan korosi yang sangat baik	Kekuatan sedang	455 lebih kuat tetapi kurang tahan korosi
Aspek Korosi Utama	Baik dalam klorida	Sangat baik dalam klorida	Buruk dalam klorida	455 cocok untuk lingkungan sedang
Keberlasan	Sedang	Baik	Baik	455 memerlukan perhatian untuk menghindari retak
Keberkerjaan	Sedang	Baik	Buruk	455 memerlukan alat pemotong kecepatan tinggi
Formaibilitas	Sedang	Baik	Baik	455 memiliki kekuatan lebih tinggi, membatasi formabilitas
Kira-kira Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Lebih rendah	Biaya bervariasi tergantung pada permintaan pasar
Ketersediaan Tipikal	Sedang	Tinggi	Sedang	455 kurang umum dibandingkan 316

Saat memilih Stainless Steel 455, pertimbangan mencakup sifat mekaniknya, ketahanan korosi, dan ketersediaan. Meskipun menawarkan kekuatan tinggi, mungkin bukan pilihan terbaik untuk lingkungan yang sangat korosif dibandingkan dengan kelas austenitik. Biaya dan ketersediaannya yang moderat menjadikannya opsi yang layak untuk berbagai aplikasi, terutama di mana kekuatan lebih diprioritaskan dibandingkan ketahanan korosi.

Sebagai kesimpulan, Stainless Steel 455 adalah material serbaguna yang menyeimbangkan kekuatan dan ketahanan korosi, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Sifat unik dan karakteristik fabrikasinya memberikan keuntungan signifikan di lingkungan yang menuntut, sementara perhatian yang hati-hati terhadap batasan-batasannya penting untuk kinerja optimal.