Material Bahan: Stainless Steels


 

stainless-steel

Sejarah stainless steel

Pengelompokan dari paduan stainless steel sampai hari ini dimulai pada tahun 1913 di Sheffield, England; Harry Brearley telah mencoba berbagai macam jumlah unsur yang di campur dalam baja dan menerapkannya pada tong pistol baja(gun barrel steels), dan diketahui bahwa sampel yang diambil dari alat tersebut tidak berkarat/korosi meskipun pada temperatur tinggi dan juga sulit untuk di etsa.ketika ia menginvestigasi material yang mengundang keheranan ini,ia menemukan bahwa baja tersebut terkandung 13 % unsur chromium. Hal ini merupakan titik awal dari pengembangan stainless steel,sehingga kota Sheffield menjadi terkenal akan penghasil baja stainless.Kebetulan negara perancis waktu itu juga mengambil bagian dalam pengembangan stainless steel dan baja stainless austenitic pertama kali dibuat di negara perancis.

Penggunaan Baja stainless steel di dunia semakin meningkat dikarenakan karakteristiknya yang menguntungkan.Terdapat penambahan tuntutan dari karakteristik material untuk bangunan dan industri konstruksi dimana stainless steel digunakan untuk material berpenampilan menarik(attractive),Tahan korosi(corrosion resistance),rendah perawatan( low maintenance) dan berkekuatan tinggi(high strength).Banyak lagi industri-industri yang mengadopsi logam stainless steel untuk alasan yang sama sebagaimana faktanya dilapangan bahwa stainless steel tidak butuh perlakuan tambahan,seperti surface treatment,pengecatan,pelapisan dan lain sebagainya untuk melakukan pelayanan dalam karakteristik fugsionalnya.Meskipun juga faktanya di dunia pemasaran bahwa stainless steel itu cukup mahal bahkan sangat mahal dibandingkan dengan baja karbon biasa(plain carbon steels).

 

Keluarga Logam Stainless steel (The Families Of Stainless Steels)

Stainless steel merupakan salah satu keluarga logam  dari keluarga besar logam ferro dari klasifikasi  logam baja(Fe+C = Fe3C) dan dari klasifikasi logam baja paduan tinggi(high alloy) yang unsur paduan di atas 8-10 %.Sedangkan stainless steel memiliki unsur paduan utamanya adalah Chromium(Cr) dan Nickel(Ni) sebagian.

Terdapat 5 pembagian dari  keluarga stainless steel yaitu:

•             Austenitic Stainless Steels

•             Ferritic Stainless Steels

•             Martensitic Stainless Steels

•             Duplex Stainless Steels

•             Precipitation Hardening Stainless Steels

           Meskipun semua stainless steel tergantung pada presentase unsur chrome(sebagian besar) dan nickel,elemen paduan lainnya juga sering di tambahkan untuk meningkatkan sifat-sifat stainless steel tersebut menjadi lebih baik lagi. Kategori stainless steel tidak seperti pada logam-logam alamiah pada umumnya struktur kirstal yang berubah-ubah pada suhu kamar(stabil) tergantung presentase unsur chrome dan nickel yaitu FCC (austenitic),BCC(ferritic),penggabungan FCC dan BCC (Duplex) dan BCT(Martensitic).

1.Austenitic Stainless Steels : Kelompok ini terkandung paling sedikit 16% chromium dan  6% nickel and range hingga paduan tinggi( high alloy) atau “super austenitics” seperti AISI 904L dan  6% molybdenum grades. Penambahan elemen paduan lainnya bisa dilakukan terhadap stainless steel ini seperti  molybdenum, titanium atau copper,untuk memodifikasi atau meningkatkan sifat-sifatnya.Membuat stainless steel ini sangat cocok untuk pengaplikasian kondisi-kondisi kritis( critical applications) yang melibatkan temperatur tnggi dengan performa ketahannan korosi tidak berkurang.Grup ini juga sangat cocok untuk apllikasi material cryogenic(material yang beroperasi pada temperatur rendah).Stainless steel austenitic sebenarnya sifat-sifat struktur kristal FCC di dominasi oleh pengaruh unsur nickel.Sehingga unsur nickel mencegah kerapuhan(brittleness) pada temperatur rendah membuat stainless steel austenitic memiliki karakteristik untuk menjadi material cryogenic.

2.Ferritic Stainless Steels :Stainless steel ini merupakan baja dengan paduan murni unsur chromium (10.5 to 18%) grades tanpa nickel seperti Grade AISI 430 dan AISI 409.Kemampuan ketahanan korosinya berkisar menengah(moderate) dan sifat fabrikasinya rendah ditingkatkan dengan cara menambah paduan lain lebih banyak seperti Grades AISI  434 dan AISI 444 dan juga AISI 3CR12.

3.Martensitic Stainless Steels :Martensitic stainless steels adalah juga didasarkan terhadap penambahan unsur chromium sebagai paduan utama(major alloying element) tetapi dengan kadar karbon di pertinggi dan pada umumnya kadungan unsur chrome di perendah yaitu dengan takaran minimal(e.g. 12% pada Grade AISI 410 dan AISI 416) dari pada jenis ferritic di atas takaran minimal,sedangkan Grade AISI 431 memiliki kandungan unsur chrome berkisar 16%, tetapi struktur mikronya masih berupa martensite meskipun level kendunagn chromium-nya tinggi.Hal ini dikarenakan grade ini terkandung  2% nickel.

4.Duplex Stainless Steels :Duplex stainless steels seperti AISI 2304 dan AISI 2205 (Kode ini mengindikasikan komposisi unsur chromium dan Nickel, yaitu 23% chromium, 4% nickel dan 22% chromium, 5% nickel,dan juga  unsur-unsur paduan lain dlam jumlah rendah) memiliki struktur mikro penggabungan atau pencampuran antara austenite dan ferrite. Bisa dikatakan 50:50.Duplex ferritic – austenitic steels mengkombinasikan beberapa fitur dari setiap kelas.

  • Stainless steel ini tahan terhadap tegangan retak korosi(stress corrosion cracking),meskipun tak sebaik baja ferritic
  • Ketangguhan stainless steel ini di atas stainless steel ferritic tetapi dibawah stainless steel austenitic,dan kekuatannya lebih besar di banding stainless steel austenitic yang sudah di anil .
  • Sebagi tambahan duplex stainIess steel ini ketahanan korosinya juga sama baik dengan tipe 304 dan 316, dan pada umummnya ketahan korosi pitting lebih tinggi dibanding AISI 316. Stainless steel ini kehilangan ketangguhan  ketika temperatur berkisar–50°C dan ulet diatas 300°C, sehingga penngunaannya hanya untuk range temperature tersebut.

5.Precipitation Hardened Stainess Steel :Precipitation hardening stainless steels adalah kandungan chromium dan nickel dalam baja yang menyediakan kombinasi optimum dari sifat grades martensitic dan austenitic. Seperti layaknyamartensitic grades,yang diketahui sebagai karakteristiknya yang berkekutan tinggi( high strength) ,dengan melalui serangkaian heat treatment  dan juga peranan ketahanan korosi di ambil oleh sebagain sifat austenitic stainless steel,maka stainless steel ini tergolong special dari yang lain.

Kekuatan tarik tinggi dari  precipitation hardening stainless steels dihasilkan sesudah dilakukan serangkaian proses heat treatment yang selanjutnya didapat pengerasan pengendapan(precipitation hardening) dari matriks martensitic ataupun austenitic.Pengerasan ini dicapai melalui penambahan satu dari beberapa unsur seperti Copper, Aluminium, Titanium, Niobium, dan Molybden

Jenis Stainless steel pecipitation hardening yang sebagian besar diketahui adalah AISI 17-4 PH. Penamaan ini berasala dari penambahan unsur chromium dengan presentase 17%  dan  4% Nickel. Ia juga terkandung  4% Copper dan 0.3% Niobium. 17-4 PH stainless steel juga dikenal sebagai  grade AISI 630.

Keuntungan dari SS precipitation hardening adalah bahwa mereka tersedia dalam kondisi perlakuan larutan(solution treated) dimana mudah dalam proses pemesinan,biasanya dilunakkan terlebih dahulu. Setelah proses pemesiana atau metoda-metoda fabrikasi lainnya maka dengan perlakuan panas pada temperatur rendah bisa di lakukan untuk menaikkan kekuatannya kembali.Prose perlakuan ini biasanya dikenal dengan istilah penuaan(ageing) atau pengerasan sendiri dengan pertambahan waktu saat distemper (age-hardening)

Characterisation

Stainless steel Precipitation hardening di karakterisasikan dalam 3 kelompok berdasarkan struktur mikro akhir sesudah heat treatment.Ketiga jenis tersebut adalah:

  • martensitic (e.g. 17-4 PH)
  • semi-austenitic (e.g. 17-7 PH)
  • austenitic (e.g. A-286).

 

1.Martensitic Alloys

Martensitic precipitation hardening stainless steels sebagian besar memiliki struktur mikro austenite ketika di annealing pada temperatur 1040 sampai 1065°C. Selama pendingina ke temperatur kamar,maka mereka segera bertransformasi dari struktur mikro austenite ke martensite.

2. Semi-austenitic Alloys

Tidak Seperti martensitic precipitation hardening stainless steels, semi-austenitic precipitation hardening stainless steels  adalah cukup liat dan bisa dilakuakn pengerjaan dingin(cold worked). Semi-austenitc precipitation hardening stainless steels menahan struktur mikro austenitic-nya pada temperatur kamar tetapi akan terbentuk struktur mikro martensite padsa temperatur  yang lebih rendah(below roomm Temp.).

3. Austenitic Alloys

Austenitic precipitation hardening steels mempertahankan struktur mikro austenitic-nya sesudah di-annealing dan dikeraskan( hardening) dengan penuaan (ageing).Pada Temperatur annealing antara  1095 hingga 1120°C fasa precipitation hardening phase terlarut.ketika di dinginkan cepat fasanya bertahan dan tak sempat bertransformasi.ketika di panskan lagi (reheated) hingga temperatur 650 sampai 760°C, pengendapan terjadi(precipitation) terjadi. Hal ini meningkatkan kekerasan dan kekuatan dari material.memang kekerasannya lebih rendah di banding  martensitic ataupun semi-austenitic precipitation hardening stainless steels.catatan bahwa paduan Austenitic itu non-magnetic.

Kekuatan( Strength) dari precipitation-hardening stainless steels

Kekuatan luluh dari  precipitation-hardening stainless steels memiliki range sekitar 515  hingga 1415 MPa. Sedangkan kekuatan tarik maksimumnya berkisar antara 860 hingga 1520 MPa. Elongation-nya yaitu antara 1 hingga 25%

Bottom of Form

Stainless steel yang digunakan baik dalam rumah tangga meupun industri dapat berupa pipa schedule maupun ornamen, plat , siku, dan lain-lain. dalam stainless terkandung unsur nikel. Nikel adalah unsur kimia metalikdalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomer atom 28. Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom dan logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Stainless yang sering di gunakan adalah 316 kadar nikel diatas 10%, 304 kadar nikel 8%, 216 kadal nikel 4%, 210 kadar nikel 1% dan 430 kadal nikel 0% (tidak mengandung nikel). Penggunaan : perpaduan Nikel , Krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak diaplikasikan pada rumah tangga yaitu pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak), ornamen rumah dan gedung serta komponen industri (siku,AS, pipa stainless steel).

Macam-macam tipe finish stainless steel :

  1. 2D tipe ini memiliki permukaan kasar serupa dengan kulit jeruk.
  2. 2B permukaan halus dan warna yang silver . tipe ini paling umum digunakan untuk macam-macam aplikasi.
  3. No 4 tipe ini banyak digunakan untuk docorative. memiliki permukaan yang halus dengan garis-garis. alat dapaur, kantor, decorative hotels dan mail sudah banyak sekali menggunakan tipe ini.
  4. HL tipe ini serupa dengan no 4 tap memiliki garis/line lebih panjang Sering digunakan untuk lift/elevator, panel tiang dan dinding dan banyak lagi.
  5. BA tipe ini memiliki permukaan yang sangat halus, mengkilap dan daya pantul menyerupai kaca mirror. tipe ini digunakan untuk alat-alat dapur , reflector lampu, dekorasi hotel, rumah sakit dan alat rumah tangga.
  6. Mirror tipe ini memiliki daya kilap dan kemewahan yang paling berkualitas seperti kaca mirror. digunakan oleh , hotel-hotel berbintang , mall , rumah sakit dan perkantoran mewah.

            Stainless steel mempunyai bermacam macam jenis dan kelas yang berbeda beda. Dengan penambahan austenite akan membuat stainless steel menjadi stabil. Unsur inilah yang membuat stainless steel menjadi non-magnetic (magnet tidak dapat menempel) dan rapuh pada suhu rendah. Untuk menambah kekuatannya biasanya di campur dengan karbon. disamping itu kadar campuran menentukan kualitas stainless steel, misalnya yang umum ditanyakan pada toko waktu membeli stainless adalah kadar nikelnya 1%,2%,4% 8% (semakin tinggi semakin baik ketahan terhadap korosi)atau mau pakai yang tidak pakai nikel juga ada. Karena dapat dicampur dengan berbagai bahan yang beredabeda menjadikan stainless steel mempunyai banyak sekali jenis antara lain:

Jenis -101 austenitic biasanya dipakai untuk cold working pada furniture

Jenis-102 austenitic chromium dipakai untuk furniture

Jenis Ser-200 austenitic-chromium-nikel-manganasse alloy terdiri atas 2 type

Jenis -201 prosesny melalui cold working

Jenis -202 no data Seri-300 ustenitic chromium-nikel alloy

Jenis-301 sangat elastis biasanya untuk welding produk

Jenis-302 sifatnya tahan korosikekuatannya lebih tinggi karena ditambah karbon

Jenis-303 proses pembuatannya dengan penambahan belerang dan fosfor. Juga di sebut A1 sesuai dengan ISO 3506.

Jenis-304 disebut juga A2

Jenis-304L sama seperti kelas 304 tapi komposisi karbon lebih sedikit sehingga kekuatannya lebih lemah dari 304

Jenis 304-LN jenis ini sama dengan 304L tapi dengan ditambah nitrogen untuk mendapatkan kekuatantegangan yang jauh lebih tinggi dari jenis 304L dan masih banyak lagi

2 thoughts on “Material Bahan: Stainless Steels

Ada Komentar ?

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s