Klasifikasi Stainless Steel

Klasifikasi Baja Tahan Karat/Stainless Steel

Pengertian Definisi Baja Tahan Karat

Baja tahan karat merupakan kelompok dari baja paduan yang mempunyai sifat atau karakterisasi khusus. Ciri umum dari baja tahan karat adalah kadar kromium (Cr) yang tinggi, tidak kurang dari 12 persen. Kromium dengan besi (Fe) dalam baja membentuk larutan padat atau solid solution.

Sifat utama dari baja tahan karat adalah ketahanannya yang tinggi terhadap korosi, disamping memiliki sifat ketangguhan yang tinggi, mudah di mesin, mudah dibentuk dan mampu las tinggi.

Klasifikasi Baja Tahan Karat

Berdasarkan fasanya, baja tahan karat diklasifikasikan menjadi:

1. Baja tahan karat fertitk, 12 – 30 persen Kromium
2. Baja tahan karat austenitic, 17 – 25 persen Kromium, 8 – 20 persen Nikel
3. Baja tahan karat martensitik, 12 – 17 persen Kromium, 0,1 – 1,0 persen Karbon
4. Baja tahan karat duplex, 23 -30 persen Kromium, 2,5 – 7 persen Nikel dengan penambahan unsure Titanium dan Molibdenum.
5. Baja tahan karat pengerasan pengendapan, PH, precipitation hardening, mempunyai struktur martensit atau austenite dengan penambahan unsure Tembaga, Titanium, Alumunium, Molibdenum, Niobium, atau Nitrogen

Selain unsur kromium, dan unsur unsur yang biasa ditambahkan dalam baja tahan karat seperti nikel, titanium, molybdenum, tembaga, niobium, terdapat juga unsure-unsur lain seperti karbon, silicon, alumunium, dan mangan.

Mo,  W, Si, V, Al, Ti dan Nb merupakan unsure-unsur penstabil ferit. Sedangkan C, N, Cu, Co dan Mn merupakan unsure-unsur yang menyebabkan ferit menjadi tidak stabil. Unsure-unsur ini menghambat transformasi austenite ke martensit, sehingga baja paduan tinggi dengan karbon tinggipun dapat tetap memiliki struktur austenite pada temperature ruang.

Baja Tahan Karat Feritik

Baja Tahan Karat Feritik mempunyai paduan utama kromium antara 12 sampai dengan 30 persen. Kadar karbonnya relative rendah. Baja tahan karat ini umumnya tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas, namun dapat dikeraskan dengan pengerjaan dingin.

Pada temperature rendah atau ruang, baja ini membentuk larutan padat Cr-Fe-α dengan struktur Kristal BCC. Baja tahan karat feritik mengandung unsure nikel yang sangat rendah, kurang daripada 0,5 persen atau bahkan tidak ditambahkan. Diketahui bahwa nikel sebagai unsure  penstabil austenite yang kuat. Sehingga dengan kandungan Nikel rendah ini, struktur baja ini lebih stabil dalam ferit.

Kandungan karbon yang terdapat dalam baja sebagian besar membentuk endapan kromium karbida. Pembentukan karbida ini tidak mengurangi ketahanan korosi bajanya, mengingat kandungan kromium yang terlarut dalam Fe-α masih cukup tinggi.

Baja tahan karat Austenite memiliki ketahanan korosi temperatur ruang yang lebih baik dari pada martensitik, terutama pada stress corrosion cracking, SCC.

Pada baja, unsur kromium berperan sebagai unsur paduan dengan sifat dasar sebagai penstabil ferit sehingga luas daerah fasa ferit menjadi lebih luas dan daerah Austenite menjasi lebih sempit.

Baja Tahan Karat Austenitik

Baja tahan karat austenitik terjadi jika pada sistem larutan padat Fe-Cr ditambahkan unsur penstabil Austenite seperi nikel atau mangan. Kedua unsur ini berperan sebagai unsur yang menstabilkan Austenite dan menambah luas daerah fasa Austenite dan mempersempit daerah ferit.

Jika pada paduan Fe-Cr ditambahkan nikel dengan kadar  8 persen, maka akan terbentuk struktur atau fasa Austenite yang stabil pada temperatur ruang.

Selain unsur nikel, penambahan unsur mangan dan nitrogen dalam jumlah yang cukup akan membentuk matrik dengan  struktur Austenite yang stabil pada berbagai temperatur. Paduan baja tahan karat ini bersifat non magnetik dan tidak dapat dilaku-panas. Baja tahan karat ini memiliki keuletan yang baik dengan kekuatan luluh yang relatif rendah.

Baja tahan karat ini dapat ditingkatkan kekuatannya dengan melakukan pengerjaan dingin atau dengan menambah unsur paduan tertentu yang dapat meningkatkan kekuatannya.

Baja Tahan Karat Martensitik

Baja tahan karat martensitik mengandung kromium 11,5 sampai dengan 18 persen. Kadar karbon dalam baja tahan karat ini relatif tinggi, yaitu antara 0,12 sampai 1,20 persen.

Proses perlakukan panas, atau heat treatment diterapkan dengan cara memanaskan baja sampai temperatur austenit, kemudian didinginkan dengan cepat ke dalam media air. Selama proses pendinginan, austenit akan bertransformasi menjadi martensit. Fasa martensit ini, membuat baja tahan karat menjadi sangat rapuh, untuk itu, agar dapat memperoleh keuletannya dilakukan proses pemanasan temper.

Agar diperoleh daya tahan terhadap serangan korosi atau ketahanan korosi yang tinggi, maka saat pembuatan baja tersebut ditambahkan unsur Cr dan Nikel. Baja tahan karat ini termasuk baja yang relatif sulit dilakukan pemesinan dibandingkan dengan baja karbon pada umumnya. Untuk dapat meningkatan kemampuan mesinnya, biasanya ditambahkan fosfor dan belerang dalam jumlah terbatas. Untuk mendapatkan kinerja proses pemesinan yang lebih baik lagi, pada baja ini ditambahkan unsur selenium, Se. Sedangkan untuk mendapatkan nilai kekerasan yang optimum, ditambahkan unsur karbon sesuai dengan kekerasan yang diinginkan.