Siapa yang belum pernah mendengar nama baja? Saya yakin semua orang pasti tahu. Karena peralatan baja tidak berkarat, kita sering mencarinya di pasaran. Karena tidak berkarat, orang dapat menggunakannya dalam berbagai aplikasi. Akibatnya, baja tahan karat adalah komoditas yang terkenal di sebagian besar area produksi.
Sebagai hasilnya, kami akan memberikan solusi untuk pertanyaan tersebut dalam artikel ini. Mengapa baja tahan karat tidak berkarat? Di sisi lain, bagaimana proses pembuatannya? Apa saja persyaratannya? Kami akan membahas semua pertanyaan ini dalam topik hari ini. Kita akan mulai dengan definisi yang luas, diikuti dengan penggunaan dan properti. Kemudian kita akan beralih ke komposisi dan proses material.
Apa yang dimaksud dengan baja tahan karat?
Baja tahan karat adalah kategori paduan besi dengan setidaknya kromium 11%, komposisi yang tahan terhadap korosi dan menawarkan ketahanan terhadap panas. Karbon (dari 0,03 persen hingga lebih dari 1,00 persen), nitrogen, aluminium, silikon, belerang, titanium, nikel, tembaga, selenium, niobium, dan molibdenum merupakan komponen yang ditemukan dalam baja tahan karat dalam berbagai bentuk.
Baja tahan karat juga menarik secara visual, sangat higienis, mudah dirawat, sangat tahan lama, dan menyediakan berbagai fitur sebagai tambahan dari keunggulan lingkungan ini. Akibatnya, orang menemukan baja tahan karat dalam berbagai macam barang yang umum. Energi, transportasi, konstruksi, penelitian, medis, makanan, dan logistik hanyalah beberapa sektor yang memainkan peran penting.
Kerugian dari baja tahan karat
- Biaya produksi, finishing, dan pemolesan tinggi.
- Ini mungkin merupakan logam yang rumit untuk dikelola ketika memproduksi baja tahan karat tanpa menggunakan peralatan berteknologi tinggi dan metode yang tepat.
- Karena panasnya yang cepat hilang, suku cadang yang rusak, dan harga barang bekas yang tinggi, Anda mungkin akan menghadapi kerumitan.
Penggunaan baja tahan karat
Pabrikan sering menggunakan baja tahan karat dalam aplikasi yang membutuhkan karakteristik unik dan ketahanan korosi baja. Kumparan, lembaran, pelat, batangan, kawat, dan tabung semuanya dikerjakan dari paduan ini. Biasanya diubah menjadi aplikasi berikut.
- Mobil dan transportasi: Produsen menggunakan baja tahan karat untuk membuat sistem pembuangan, pemanggang, dan hiasan. Produsen semakin banyak menggunakan baja tahan karat untuk membuat komponen struktural seiring dengan kemajuan teknologi.
- Fasilitas Medis: Bagian ini menyukai baja tahan karat dalam pengaturan yang bersih dan steril karena mudah dibersihkan dan tidak mudah berkarat. Perusahaan-perusahaan menggunakan baja tahan karat untuk memproduksi berbagai perangkat medis, termasuk peralatan bedah dan gigi.
- Konstruksi bangunan: Aplikasi baja tahan karat telah menjadi bagian penting dari profesi konstruksi karena kekuatan, ketahanan, dan fleksibilitasnya. Orang sering menggunakannya di bagian dalam pada meja dapur, backsplash, pagar, dan di luar struktur benturan tinggi sebagai kelongsong.
- Konstruksi pesawat terbang: Para insinyur menggunakan baja tahan karat di sektor penerbangan. Karena kekuatan dan kemampuannya untuk menahan suhu tinggi, mereka menggunakannya dalam berbagai aplikasi, termasuk rangka pesawat terbang. Selain itu, mereka juga menggunakannya dalam mesin jet untuk membantu menjaganya agar tidak berkarat.
- Bisnis makanan dan katering: Produsen menggunakan baja tahan karat untuk membuat aksesori dapur, peralatan masak, dan peralatan makan di industri makanan dan katering.
Sifat baja tahan karat
Baja tahan karat memiliki banyak karakteristik menarik yang membuatnya digunakan secara luas dalam pembuatan suku cadang dan komponen di berbagai industri. Yang paling penting, karena konsentrasi kromium, baja ini sangat tahan korosi. Baja dengan konsentrasi kromium minimum 10,5 persen 200 kali lebih tahan korosi daripada baja tanpa kromium.
- Kandungan kromium dalam baja tahan karat terutama bertanggung jawab atas ketahanan korosinya. Pada permukaan baja, lapisan oksida kromium yang stabil terbentuk, mencegah interaksi kimiawi dengan sebagian besar material. Lapisan oksida ini sangat tipis, dengan ketebalan 2 nm hingga 3 nm, dan bersifat pasif (tahan korosi), ulet (melekat dengan baik pada material utama), dan dapat sembuh sendiri (sembuh ketika retak atau rusak).
- Baja tahan karat yang bersifat feritik, martensitik, atau dupleks bersifat magnetis, sedangkan austenitik tidak.
- Baja tahan karat 100 persen dapat didaur ulang. Daur ulang baja tahan karat bekas sangat hemat biaya karena mengandung banyak komponen berharga seperti kromium dan nikel.
Kategori baja tahan karat
Baja tahan karat memiliki empat kategori utama menurut struktur kristalnya.
Feritik
Baja tahan karat Feritik kurang fleksibel dibandingkan baja tahan karat lainnya, yang mengakibatkan penurunan kemampuan bentuk. Baja ini juga bersifat magnetis, memiliki kekerasan yang terbatas, dan memiliki ketahanan korosi yang rendah. Di sisi lain, kurangnya nikel menurunkan harganya.
Austenitik
Jenis baja tahan karat yang paling umum adalah baja tahan karat austenitik. Struktur kristal kubiknya berpusat pada permukaan. Baja ini mengandung nikel, mangan, dan nitrogen, selain komponen paduan besi dan kromium yang biasa.
Martensitik
Baja tahan karat magnetik dengan keuletan dan ketangguhan tinggi dikenal sebagai baja tahan karat martensitik. Anda dapat menggunakan pengerjaan dingin untuk mengeraskannya. Dalam hal ini, mereka biasanya memiliki kekuatan luluh sekitar 275 MPa setelah anil.
Dupleks
Kekuatan baja tahan karat dupleks kira-kira dua kali lipat dari baja tahan karat austenitik. Baja ini lebih tahan terhadap retak korosi tegangan klorida daripada baja tahan karat austenitik dalam situasi ini. Mereka memiliki ketangguhan yang berada di antara feritik dan austenitik.
Apakah baja tahan karat berkarat?
Paduan baja dengan konsentrasi kromium minimum 10,5 persen dikenal sebagai baja tahan karat. Kromium berinteraksi dengan oksigen di udara untuk menciptakan lapisan pelindung, membuat baja tahan karat sangat tahan korosi dan karat. Ada sekitar 150 jenis baja tahan karat yang berbeda di pasaran saat ini.
Jenis baja tahan karat
Meskipun ratusan paduan baja tahan karat yang berbeda tersedia, namun sebagian besar akan masuk ke dalam salah satu dari tiga kelompok di bawah ini.
- Baja tahan karat austenitik: Baja tahan karat jenis ini memiliki dua fitur penting. Baja tahan karat austenitik mengandung sejumlah besar kromium sebagai permulaan. Ketahanan korosi ditingkatkan ketika produsen menggunakan bahan ini. Kedua, benda-benda ini biasanya non-magnetis, tetapi prosedur pembentukan dingin dapat membuatnya menjadi magnetis. Berikut ini adalah paduan baja tahan karat yang paling umum.
- Baja Tahan Karat Feritik: Ini adalah paduan baja tahan karat yang paling umum kedua, dan juga bersifat magnetis. Karena konsentrasi nikel yang berkurang, barang yang dibuat dengan paduan ini dapat dikeraskan melalui pembentukan dingin dan lebih murah daripada jenis lainnya.
- Baja Tahan Karat Martensitik: Ini adalah jenis paduan baja tahan karat yang paling jarang digunakan. Produksi menggunakan baja tahan karat martensit dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan benturan atau kekuatan tarik tinggi. Produsen sering kali memasangkan bahan ini untuk meningkatkan ketahanan korosi dengan lapisan polimer pelindung.
Bagaimana baja tahan karat dibuat?
Saat memproduksi baja tahan karat, produsen harus terlebih dahulu memutuskan jenis baja tahan karat yang ingin mereka buat. Hal ini penting karena kadar baja tahan karat yang ingin mereka produksi akan memengaruhi rasio komponen baja tahan karat yang ada dalam kombinasi, seperti besi, karbon, nikel, dll.
Sisa proses produksi baja tahan karat dapat dimulai setelah Anda mengumpulkan bahan baku. Bagian berikut ini akan membahas proses produksi baja nirkarat di industri.
Pertama, produsen memanaskan berbagai bahan baja tahan karat hingga mencapai titik lelehnya dalam tungku. Mereka memasukkan bahan cair ke dalam dekarburisasi oksigen vakum (VOD) atau dekarburisasi argon-oksigen (AOD) untuk menghilangkan kelebihan karbon. Ketiga, Baja cair dapat diputar untuk membantu menyebarkan dan menghilangkan komponen baja tahan karat tertentu dari campuran, yang dapat membantu menyempurnakan kualitas produk akhir.
Keempat, ketika baja tahan karat mendingin, ia mengalami serangkaian operasi pembentukan, dimulai dengan pengerolan panas saat baja masih di atas suhu kristalisasi. Kelima, baja tahan karat dapat dianil untuk mengurangi ketegangan internal dan mengubah karakteristik mekanis baja tahan karat.
Setelah proses anil, lini produksi melakukan berbagai prosedur pemotongan dan pembentukan baja tahan karat untuk menghasilkan produk akhir yang sesuai untuk aplikasi tersebut. Terakhir, sebelum mengekspor billet, mekar, atau kabel baja tahan karat ke produsen lain, pembuat baja tahan karat dapat menambahkan berbagai perawatan permukaan pada billet, mekar, atau kabel tersebut.
Aditif dan komponen komposisi baja
Komponen baja tahan karat adalah bahan pilihan yang sekarang digunakan untuk memproduksi produk dan melayani kebutuhan konsumen. Jadi, ada berapa jenis baja yang berbeda? Tergantung pada aditifnya. Jadi, mari kita periksa.
- Karbon: Perusahaan-perusahaan tersebut memproduksi baja dari karbon dan besi yang dipadukan bersama. Besi mendapatkan kekuatan dan kekerasan sebagai hasil dari proses ini.
- Mangan: Menambahkan mangan pada baja akan meningkatkan kekerasan, kekuatan, dan kemampuan pengerasan sekaligus meningkatkan karakteristik kerja panas.
- Kromium: Mereka menggunakan kromium untuk meningkatkan ketahanan oksidasi baja.
- Nikel: Para produsen menambahkan nikel dalam jumlah besar ke baja tahan karat kromium tinggi untuk menciptakan baja yang paling tahan terhadap panas dan korosi.
- Molibdenum: Ketika dikombinasikan dengan baja austenitik kromium-nikel, molibdenum meningkatkan ketahanan terhadap korosi lubang dan celah, terutama di lingkungan yang mengandung sulfur dan klorida.
- Nitrogen: Nitrogen, seperti halnya nikel, adalah elemen pembentuk Austenit yang meningkatkan stabilitas Austenit baja tahan karat.
- Tembaga: Tembaga adalah elemen residu yang umum dalam baja tahan karat. Produksi menambahkan elemen ini ke berbagai paduan untuk memberikan sifat pengerasan presipitasi atau meningkatkan ketahanan korosi dalam asam sulfat dan air asin.
- Titanium: Produksi sering menggunakan titanium untuk menstabilkan karbida, khususnya apabila memerlukan pengelasan. Titanium berpadu dengan karbon untuk menghasilkan karbida titanium, yang sangat stabil dan sulit larut dalam baja, sehingga mengurangi risiko korosi antar butir.
- Fosfor: Mereka sering kali menggabungkan fosfor dengan sulfur untuk meningkatkan kemampuan mesin. Meskipun fosfor meningkatkan kekuatan baja tahan karat Austenitik, fosfor juga mengurangi ketahanan terhadap korosi dan meningkatkan kecenderungan material untuk pecah selama pengelasan.
- Belerang: Ketika ditambahkan dalam jumlah kecil, sulfur meningkatkan kemampuan mesin, tetapi seperti halnya fosfor, sulfur memiliki dampak yang merugikan terhadap ketahanan korosi dan, akibatnya, kemampuan las.
Bahan Tambahan Lainnya
- Selenium: Selenium sebelumnya digunakan sebagai suplemen untuk meningkatkan kemampuan mesin.
- Niobium/Kolombium: Produsen menggunakan Niobium/Kolombium untuk menstabilkan karbon baja dan berfungsi mirip dengan titanium. Niobium juga memperkuat paduan dan baja, sehingga memungkinkannya untuk menahan suhu yang lebih tinggi.
- Silikon: Mereka menggunakan silikon sebagai agen deoksidasi (pembunuh) dalam proses peleburan baja, dan sebagian besar baja mengandung sejumlah kecil silikon.
- Cobalt: Ketika terkena radiasi padat reaktor nuklir, kobalt menjadi sangat radioaktif. Oleh karena itu, semua baja tahan karat yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir akan memiliki batas kobalt, biasanya paling banyak 0,2 persen.
- Kalsium: Produsen menambahkan kalsium dalam jumlah kecil untuk meningkatkan kemampuan mesin tanpa mengorbankan karakteristik lain yang disebabkan oleh selenium, fosfor, dan elemen lainnya.
Kesimpulan
Baja tahan karat mengandung setidaknya 10,5 persen kromium, kurang dari 1,2 persen karbon, dan komponen paduan lainnya. Ada berbagai lokasi di mana orang menggunakan baja tahan karat untuk berbagai keperluan.
Baja tahan karat tersedia dalam berbagai bentuk, tergantung pada kombinasi bahan tambahan lainnya. Produsen mencampurkan bahan tambahan ini ke dalam komposisi baja tahan karat tergantung pada tujuan penggunaannya.