Baja Krom: Properti dan Aplikasi Utama

Stainless steel krom, sering disebut sebagai baja krom, adalah kategori baja paduan yang mengandung krom sebagai elemen paduan utamanya. Kelas baja ini biasanya diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, yang meningkatkan kekerasan, kekuatan, dan ketahanan ausnya. Penambahan krom secara signifikan mempengaruhi sifat baja, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi yang menuntut.

Tinjauan Komprehensif

Baja krom dicirikan oleh kekerasan dan ketahanan aus yang sangat baik, yang sebagian besar disebabkan oleh keberadaan krom. Elemen ini tidak hanya meningkatkan sifat mekanis baja tetapi juga meningkatkan ketahanannya terhadap oksidasi dan korosi. Kadar krom yang khas dalam baja krom berkisar antara 0,5% hingga 1,5%, tergantung pada kelas spesifik dan persyaratan aplikasi.

Sifat Kunci:
- Kekerasan Tinggi: Baja krom dapat mencapai tingkat kekerasan yang tinggi, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan aus.
- Kekerasan yang Baik: Meskipun keras, baja krom mempertahankan kekerasan yang baik, yang penting untuk mencegah kegagalan rapuh.
- Ketahanan Korosi: Kadar krom memberikan tingkat ketahanan korosi, meskipun tidak sekuat baja tahan karat.

Keuntungan:
- Ketahanan Aus yang Lebih Baik: Baja krom sering digunakan dalam aplikasi di mana aus dan abrasi menjadi perhatian signifikan, seperti dalam komponen alat dan mesin.
- Aplikasi Serbaguna: Sifatnya membuatnya cocok untuk berbagai industri, termasuk otomotif, dirgantara, dan manufaktur.

Limitasi:
- Kerapuhan pada Suhu Rendah: Baja krom bisa menjadi rapuh pada suhu rendah, yang dapat membatasi penggunaannya di lingkungan tertentu.
- Biaya: Penambahan krom dapat meningkatkan biaya dibandingkan dengan baja karbon standar.

Secara historis, baja krom telah memainkan peran penting dalam pengembangan alat dan mesin berkinerja tinggi, berkontribusi pada kemajuan di berbagai bidang teknik.

Nama Alternatif, Standar, dan Padanan

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	G10400	USA	Padanan terdekat dengan AISI 1080
AISI/SAE	52100	USA	Baja krom karbon tinggi, digunakan dalam bantalan
ASTM	A295	USA	Spesifikasi untuk baja krom karbon tinggi
EN	100Cr6	Eropa	Padanan dengan AISI 52100, digunakan dalam aplikasi bantalan
JIS	SUJ2	Jepang	Mirip dengan AISI 52100, digunakan dalam aplikasi berkinerja tinggi
DIN	1.3505	Jerman	Padanan dengan AISI 52100, digunakan dalam pembentukan alat

Perbedaan antara kelas-kelas ini sering terletak pada kadar karbon dan krom spesifik mereka, yang dapat mempengaruhi kinerja mereka dalam aplikasi. Misalnya, meskipun AISI 52100 dan EN 100Cr6 sebanding dalam banyak hal, variasi kecil dalam komposisi dapat menghasilkan perbedaan dalam kekerasan dan ketahanan aus.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0,95 - 1,05
Cr (Krom)	1,30 - 1,60
Mn (Mangan)	0,25 - 0,45
Si (Silikon)	0,15 - 0,40
P (Fosfor)	≤ 0,025
S (Sulfur)	≤ 0,025

Peran utama krom dalam baja krom adalah untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus. Karbon memberikan kontribusi pada kekerasan baja, sementara mangan membantu meningkatkan kekerasan dan kekuatan. Silikon dapat membantu dalam deoksidasi selama proses pembuatan baja.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metric - SI Units)	Nilai/Rentang Tipikal (Unit Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dikurung & Ditemper	Suhu Ruang	1000 - 1200 MPa	145 - 174 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lentur (0,2% offset)	Dikurung & Ditemper	Suhu Ruang	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Perpanjangan	Dikurung & Ditemper	Suhu Ruang	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (HRC)	Dikurung & Ditemper	Suhu Ruang	58 - 65 HRC	58 - 65 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak	Dikurung & Ditemper	-20°C (-4°F)	20 - 30 J	15 - 22 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi dari kekuatan tarik dan lentur yang tinggi, bersama dengan perpanjangan yang baik, membuat baja krom cocok untuk aplikasi yang memerlukan beban mekanis tinggi dan integritas struktural. Kekerasannya sangat bermanfaat dalam aplikasi yang tahan aus.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metric - SI Units)	Nilai (Unit Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Titik Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	45 W/m·K	31 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	460 J/kg·K	0.11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0.0006 Ω·m	0.000006 Ω·in

Kepadatan baja krom berkontribusi pada kekuatannya, sementara titik lelehnya menunjukkan stabilitas termal yang baik. Konduktivitas termal sedang, yang dapat menguntungkan dalam aplikasi di mana pelepasan panas diperlukan.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Sedang	Risiko korosi pitting
Asam Sulfat	10-20	20-40 °C (68-104 °F)	Poor	Tidak dianjurkan
Air Laut	-	20-30 °C (68-86 °F)	Sedang	Ketahanan sedang

Baja krom menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan dengan klorida. Namun, ia rentan terhadap pitting dan retak korosi stres, terutama dalam kondisi asam. Dibandingkan dengan baja tahan karat, ketahanan korosi baja krom terbatas, menjadikannya kurang cocok untuk lingkungan yang sangat korosif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	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 jangka pendek saja
Suhu Scaling	600 °C	1112 °F	Risiko oksidasi di luar titik ini

Pada suhu tinggi, baja krom mempertahankan kekuatan dan kekerasannya tetapi dapat mengalami oksidasi. Penting untuk mempertimbangkan suhu layanan untuk menghindari penurunan sifat mekanis.

Sifat Fabrikasi

Kelayakan Las

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Pelindung yang Umum Digunakan	Catatan
MIG	ER70S-6	Argon + CO2	Baik untuk bagian tipis
TIG	ER80S-Ni	Argon	Memerlukan pemanasan awal
Stick	E7018	-	Cocok untuk bagian yang lebih tebal

Baja krom dapat dilas menggunakan berbagai proses, tetapi pemanasan awal sering dianjurkan untuk mengurangi risiko retak. Perlakuan panas setelah pengelasan mungkin diperlukan untuk mengurangi stres dan meningkatkan kekerasan.

Kemudahan Pemesinan

Parameter Pemesinan	Baja Krom (52100)	Baja Patokan (AISI 1212)	Catatan/Saran
Indeks Kemudahan Pemesinan Relatif	60	100	Lebih sulit untuk diproses
Kecepatan Pemotongan Umum (Putar)	30-50 m/menit	60-80 m/menit	Gunakan alat karbida

Baja krom lebih menantang untuk diproses dibandingkan dengan beberapa baja paduan rendah karena kekerasannya. Baja kecepatan tinggi atau alat karbida direkomendasikan untuk pemesinan yang efektif.

Kemudahan Pembentukan

Baja krom menunjukkan kemampuan pembentukan terbatas karena kekerasannya yang tinggi. Pembentukan dingin mungkin dilakukan tetapi dapat menyebabkan penguatan kerja, sementara pembentukan panas dapat dilakukan pada suhu tinggi untuk meningkatkan kelenturan.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Durasi Perendaman Umum	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Annealing	800 - 900 °C (1472 - 1652 °F)	1-2 jam	Udara atau Tungku	Mengurangi kekerasan, meningkatkan kelenturan
Quenching	800 - 850 °C (1472 - 1562 °F)	30 menit	Minyak atau Air	Meningkatkan kekerasan
Tempering	150 - 200 °C (302 - 392 °F)	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan kekerasan

Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur dan sifat baja krom. Quenching meningkatkan kekerasan, sementara tempering menyeimbangkan kekerasan dan kekerasan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Otomotif	Gigi dan poros	Kekerasan tinggi, ketahanan aus	Daya tahan di bawah beban
Dirgantara	Komponen mesin	Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi	Kinerja dan keandalan
Manufaktur	Alat pemotong	Ketahanan aus, kekuatan	Umur panjang dalam layanan

Aplikasi lain termasuk:
* - Bantalan dalam mesin
* - Pengikat berkinerja tinggi
* - Alat untuk pembentukan logam

Baja krom dipilih untuk aplikasi ini karena kekerasan dan ketahanan ausnya yang superior, yang sangat penting untuk komponen yang terkena stres dan aus yang tinggi.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Baja Krom (52100)	AISI 4140	AISI 304 Stainless Steel	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanis Kunci	Kekerasan tinggi	Kekerasan yang baik	Ketahanan korosi yang sangat baik	Trade-off antara kekerasan dan ketahanan korosi
Aspek Korosi Kunci	Ketahanan sedang	Ketahanan yang baik	Ketahanan yang sangat baik	Baja krom dapat terkorosi dalam lingkungan yang keras
Kelayakan Las	Sedang	Baik	Sangat baik	Baja krom memerlukan pemanasan awal
Kemudahan Pemesinan	Sedang	Baik	Sedang	Baja krom lebih sulit untuk diproses
Kemudahan Pembentukan	Terbatas	Baik	Sangat baik	Baja krom kurang dapat dibentuk dibandingkan yang lainnya
Biaya Relatif Aproksimat	Sedang	Rendah	Tinggi	Biaya bervariasi berdasarkan elemen paduan
Aksesibilitas Umum	Sedang	Tinggi	Tinggi	Ketersediaan dapat mempengaruhi waktu proyek

Ketika memilih baja krom untuk aplikasi tertentu, penting untuk mempertimbangkan faktor-faktor seperti sifat mekanis, ketahanan korosi, dan karakteristik fabrikasi. Sementara baja krom menawarkan kekerasan dan ketahanan aus yang sangat baik, keterbatasannya dalam ketahanan korosi dan kelayakan las harus dipertimbangkan dibandingkan dengan persyaratan aplikasi yang dimaksudkan. Selain itu, biaya dan ketersediaan dapat mempengaruhi pemilihan material, terutama dalam proses manufaktur skala besar.