904L Stainless Steel: Properti dan Aplikasi Kunci
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
904L Stainless Steel adalah baja tahan karat austenitik paduan tinggi yang dikenal karena ketahanan korosi yang luar biasa, terutama di lingkungan asam. Diklasifikasikan sebagai baja tahan karat karbon rendah, ia mengandung sejumlah besar nikel (hingga 25%) dan kromium (sekitar 20%), bersama dengan molibdenum (4-5%) dan tembaga (1-2%). Komposisi unik ini meningkatkan ketahanan korosi dan sifat mekaniknya secara keseluruhan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi yang menuntut.
Gambaran Menyeluruh
Baja tahan karat 904L terutama diakui karena ketahanannya yang tinggi terhadap korosi pitting dan celah di lingkungan klorida, yang merupakan keuntungan signifikan dalam aplikasi laut dan pengolahan kimia. Kadar karbon yang rendah meminimalkan risiko presipitasi karbida selama pengelasan, memastikan bahwa material mempertahankan ketahanan korosinya di bagian yang dilas.
Karakteristik Utama:
- Ketahanan Korosi: Ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai media korosif, termasuk asam sulfat, asam fosfat, dan air laut.
- Sifat Mekanis: Kekuatan tarik dan duktilitas yang tinggi, memungkinkan pembentukan dan pengelasan yang baik.
- Stabilitas Suhu: Mempertahankan kekuatan dan ketangguhan pada suhu tinggi.
Keuntungan:
- Ketahanan yang luar biasa terhadap korosi lokal.
- Kelayakan las yang baik dan kemampuan pembentukan.
- Cocok untuk digunakan di lingkungan ekstrem.
Limitasi:
- Biaya lebih tinggi dibandingkan dengan baja tahan karat standar seperti 304 dan 316.
- Tidak sebanyak tersedia seperti kelas yang lebih umum.
904L memiliki posisi pasar yang niche, sering digunakan dalam industri seperti pengolahan kimia, minyak dan gas, serta aplikasi laut karena kinerjanya yang superior di lingkungan yang keras.
Nama Alternatif, Standar, dan Persamaan
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | N08904 | USA | Persamaan terdekat dengan EN 1.4539 |
| AISI/SAE | 904L | USA | Penunjukan yang umum digunakan |
| ASTM | A240/A240M | USA | Spesifikasi standar untuk pelat baja tahan karat |
| EN | 1.4539 | Eropa | Setara dengan UNS N08904 |
| JIS | SUS 904L | Jepang | Sifat serupa, perbedaan komposisional kecil |
Perbedaan antara 904L dan persamaannya, seperti 316L, terutama terletak pada kandungan nikel dan molibdenum yang lebih tinggi di 904L, yang meningkatkan ketahanan terhadap korosi, terutama di lingkungan asam.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.020 maks |
| Cr (Kromium) | 19.0 - 23.0 |
| Ni (Nikel) | 23.0 - 28.0 |
| Mo (Molibdenum) | 4.0 - 5.0 |
| Cu (Tembaga) | 1.0 - 2.0 |
| Mn (Mangan) | 2.0 maks |
| Si (Silikon) | 1.0 maks |
| P (Fosfor) | 0.045 maks |
| S (Belerang) | 0.030 maks |
Unsur paduan utama dalam 904L mencakup nikel, kromium, dan molibdenum. Nikel meningkatkan ketangguhan dan duktilitas baja, kromium memberikan ketahanan terhadap korosi, dan molibdenum meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting dan celah.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik - Unit SI) | Nilai/Rentang Tipikal (Unit Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Diamplas | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lepas (offset 0.2%) | Diamplas | 220 - 350 MPa | 32 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Panjang Peregangan | Diamplas | 40% min | 40% min | ASTM E8 |
| Kekerasan | Diamplas | 200 HB maks | 200 HB maks | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak | - | 40 J pada -196°C | 29.5 ft-lbf pada -320°F | ASTM E23 |
Kombinasi sifat mekanis ini membuat 904L cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan duktilitas, terutama di lingkungan di mana ketahanan korosi sangat penting.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik - Unit SI) | Nilai (Unit Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | - | 8.0 g/cm³ | 0.289 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Keterlibatan Termal | 20 °C | 16.2 W/m·K | 112 BTU·in/(jam·ft²·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | 20 °C | 500 J/kg·K | 0.119 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | 20 °C | 0.72 µΩ·m | 0.00000072 Ω·m |
Kepadatan dan titik leleh 904L menunjukkan kekuatannya, sementara keterlibatan termal dan kapasitas panas spesifik menunjukkan bahwa ia dapat mengelola panas secara efektif dalam berbagai aplikasi.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-10% | 20-60 °C / 68-140 °F | Excellent | Risiko pitting |
| Asam Sulfat | 10-30% | 20-50 °C / 68-122 °F | Good | Risiko korosi lokal |
| Asam Fosfat | 20-50% | 20-60 °C / 68-140 °F | Excellent | Resisten terhadap pitting dan korosi celah |
| Air Laut | - | Ambient | Excellent | Cocok untuk aplikasi laut |
904L menunjukkan ketahanan yang luar biasa terhadap berbagai lingkungan korosif, terutama dalam kondisi asam. Kinerjanya di lingkungan yang kaya klorida sangat superior dibandingkan dengan baja tahan karat lain seperti 316L, yang mungkin mengalami korosi pitting di bawah kondisi serupa.
Ketahanan Panas
| Sifat/Limit | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Max Suhu Layanan Kontinu | 400 °C | 752 °F | Cocok untuk aplikasi suhu tinggi |
| Max Suhu Layanan Intermiten | 500 °C | 932 °F | Paparan terbatas pada suhu tinggi |
| Suhu Pengelupasan | 800 °C | 1472 °F | Risiko oksidasi pada suhu tinggi |
Pada suhu tinggi, 904L mempertahankan kekuatan dan ketahanan korosinya, menjadikannya cocok untuk aplikasi di lingkungan suhu tinggi. Namun, paparan berkepanjangan terhadap suhu di atas 400 °C dapat menyebabkan oksidasi dan pengelupasan.
Sifat Fabrikasi
Kelayakan Las
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Pemfluxan Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| TIG | ER904L | Argon | Hasil yang sangat baik dengan teknik yang tepat |
| MIG | ER904L | Argon + 2% CO2 | Baik untuk bagian tipis |
| SMAW | E904L | - | Memerlukan pemanasan awal untuk bagian tebal |
904L sangat mudah dilas, dengan risiko minimal retak atau kehilangan ketahanan korosi jika teknik yang tepat diikuti. Pemanasan awal mungkin diperlukan untuk bagian yang lebih tebal untuk menghindari stres termal.
Machinability
| Parameter Pemesinan | 904L | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kelayakan Pemesinan Relatif | 30% | 100% | Memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal | 20 m/menit | 50 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Pemesinan 904L bisa menjadi tantangan karena ketangguhan dan karakteristik pengerasan kerjanya. Menggunakan alat yang tepat dan kecepatan pemotongan yang lebih lambat dapat meningkatkan kelayakan pemesinan.
Kelayakan Pembentukan
904L menunjukkan kelayakan pembentukan yang baik, cocok untuk proses pengerjaan dingin dan panas. Namun, laju pengerasan kerjanya signifikan, sehingga memerlukan kontrol berhati-hati terhadap jari-jari pembengkokan dan teknik pembentukan untuk menghindari retakan.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendam Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing Larutan | 1020 - 1100 °C / 1868 - 2012 °F | 30 menit | Udara atau air | Pelarutan karbida, peningkatan ketahanan korosi |
| Pelepasan Stres | 300 - 400 °C / 572 - 752 °F | 1-2 jam | Udara | Mengurangi stres sisa |
Proses perlakuan panas untuk 904L terutama berfokus pada peningkatan ketahanan korosinya dan mengurangi stres yang diperkenalkan selama fabrikasi. Annealing larutan sangat penting untuk mencapai mikostruktur dan sifat optimal.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Pengolahan Kimia | Penukar panas | Ketahanan korosi yang tinggi | Cocok untuk lingkungan asam |
| Minyak dan Gas | Platform lepas pantai | Kekuatan dan ketangguhan | Tahan terhadap kondisi laut yang keras |
| Maritime | Pembangunan kapal | Ketahanan pitting | Ideal untuk paparan air laut |
| Farmasi | Peralatan proses | Kebersihan dan ketahanan korosi | Memenuhi standar kebersihan yang ketat |
Aplikasi lain termasuk:
- Pengolahan Makanan: Peralatan yang memerlukan kebersihan tinggi dan ketahanan korosi.
- Generasi Energi: Komponen yang terpapar lingkungan korosif.
904L dipilih untuk aplikasi ini karena ketahanan korosinya yang superior serta sifat mekaniknya, memastikan umur panjang dan keandalan dalam lingkungan yang menuntut.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | 904L | 316L | 310S | Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanis Utama | Kekuatan tarik tinggi | Kekuatan tarik moderat | Kekuatan suhu tinggi | 904L menawarkan ketahanan korosi yang superior |
| Aspek Korosi Utama | Excellent di lingkungan asam | Good di lingkungan netral hingga korosif ringan | Good pada suhu tinggi | 904L lebih disukai untuk lingkungan agresif |
| Kelayakan Las | Excellent | Good | Moderate | 904L memerlukan teknik pengelasan yang hati-hati |
| Machinability | Moderate | Good | Poor | 904L lebih keras, memerlukan kecepatan lebih lambat |
| Kelayakan Pembentukan | Good | Good | Moderate | 904L dapat dibentuk tetapi dengan hati-hati |
| Biaya Relatif Perkiraan | Lebih tinggi | Moderate | Moderate | Biaya mungkin dibenarkan oleh kinerja |
| Ketersediaan Tipikal | Terbatas | Tersedia luas | Teravailable luas | 904L mungkin memerlukan pengadaan khusus |
Ketika memilih 904L, pertimbangkan biaya-efektivitasnya terkait dengan manfaat kinerjanya dalam lingkungan korosif. Ketersediaannya mungkin terbatas dibandingkan dengan kelas yang lebih umum, memerlukan perencanaan yang hati-hati untuk pengadaan.
Singkatnya, baja tahan karat 904L adalah bahan yang luar biasa untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan korosi tinggi dan kekuatan mekanik. Sifat uniknya menjadikannya pilihan yang disukai di berbagai industri, khususnya di mana paparan terhadap lingkungan yang keras menjadi perhatian.