Lima Famili Baja Tahan Karat

Satu definisi, lima struktur

Suatu baja dianggap tahan karat ketika mengandung setidaknya sekitar 10.5% kromium, cukup untuk membentuk lapisan oksida kromium tipis yang melindungi permukaan. Di luar akar bersama tersebut, struktur kristal — yang terutama ditentukan oleh keseimbangan nikel dan kromium — membagi baja tahan karat menjadi lima famili.

Famili	Struktur	Magnetik?	Grade utama	Ciri khas
Austenitik	Kubik berpusat muka	Tidak (ketika dianil)	304, 316, 321	Ketahanan korosi umum dan kemampuan bentuk terbaik
Feritik	Kubik berpusat badan	Ya	430, 409	Bebas nikel, biaya lebih rendah
Martensitik	Dapat dikeraskan, tetragonal ketika di-quench	Ya	410, 420, 440C	Kekerasan melalui perlakuan panas
Dupleks	Kira-kira separuh austenit, separuh ferit	Ya	2205, 2507	Kekuatan tinggi, ketahanan terhadap klorida
Pengerasan presipitasi	Basis martensitik atau austenitik + penuaan	Biasanya ya	17-4PH (630)	Kekuatan sangat tinggi dari penuaan suhu rendah

Austenitik — famili standar

Grade 304 dan 316 mencakup sebagian besar dari seluruh baja tahan karat yang diproduksi. Baja ini mudah dibentuk dan dilas, tetap tangguh hingga suhu kriogenik, dan molibdenum pada 316 menambah ketahanan terhadap korosi sumuran untuk penggunaan kelautan dan kimia. Baja ini tidak dapat dikeraskan melalui perlakuan panas — hanya melalui pengerjaan dingin. Kelemahannya: kekuatan sedang, kerentanan terhadap retak korosi tegangan klorida pada suhu tinggi, dan harga yang mengikuti pasar nikel dan molibdenum. Baja ini non-magnetik ketika dianil, meskipun pengerjaan dingin yang berat dapat membuatnya sedikit magnetik.

Feritik — famili yang ekonomis

Dengan kromium tetapi pada dasarnya tanpa nikel, baja feritik seperti 430 (dekoratif, peralatan rumah tangga) dan 409 (sistem pembuangan) berbiaya lebih rendah dan tahan retak korosi tegangan dengan baik. Keterbatasannya adalah ketangguhan dan kemampuan las: pertumbuhan butir di zona las dan keuletan yang lebih rendah membatasi penggunaannya sebagian besar pada penampang yang lebih tipis dan penggunaan korosi sedang.

Martensitik — famili yang dapat dikeraskan

Grade seperti 410, 420, dan 440C menukar ketahanan korosi dengan kekerasan: setelah di-quench dan di-temper, baja ini digunakan untuk peralatan makan, komponen katup, poros, dan instrumen bedah. Ketahanan korosinya adalah yang terendah di antara famili-famili tersebut — baja ini “tahan karat” relatif terhadap baja karbon, bukan relatif terhadap 304.

Dupleks — kekuatan ditambah klorida

Grade dupleks seperti 2205 menawarkan kira-kira dua kali kekuatan luluh 304 bersama dengan ketahanan yang kuat terhadap korosi sumuran klorida dan retak korosi tegangan — kombinasi yang menjadikannya standar dalam minyak dan gas, desalinasi, dan kapal tanker kimia. Fabrikasinya memerlukan perhatian lebih (pengendalian masukan panas), dan suhu penggunaan biasanya dibatasi di bawah sekitar 300 °C oleh mekanisme penggetasan.

Pengerasan presipitasi — spesialis kekuatan

17-4PH dan kerabatnya dimesin dalam kondisi lunak, kemudian dituakan pada suhu beberapa ratus derajat untuk mengendapkan fase penguat, mencapai kekuatan yang sangat tinggi untuk poros, roda gigi, perangkat keras kedirgantaraan dan kelautan.

Catatan tentang uji magnet

“Baja tahan karat bersifat non-magnetik” adalah mitos yang menyesatkan inspeksi penerimaan setiap minggu. Sifat magnetik mengikuti struktur kristal, bukan kualitas: tiga setengah dari lima famili bersifat magnetik, dan bahkan grade austenitik dapat menjadi sedikit magnetik setelah pengerjaan dingin. Gunakan pengujian PMI, bukan magnet, untuk memverifikasi grade.