14-04-2026
Definisi baja tahan karat
Baja tahan karat adalah nama umum untuk baja tahan karat dan tahan asam.
Baja tahan karat: Baja yang tidak menimbulkan korosi di lingkungan yang sedikit korosif seperti atmosfer dan air tawar.
Baja tahan asam: Baja yang tahan korosi di lingkungan korosif yang agresif seperti asam, basa, garam, dan air laut.
Klasifikasi baja tahan karat
Nilai, komposisi kimia dan sifat baja tahan karat bervariasi. Metode klasifikasi yang paling umum terutama didasarkan pada komposisi kimia dasar, struktur mikro baja, dan kombinasi keduanya.
1.Klasifikasi berdasarkan komposisi kimia utama
Yang paling umum adalah pembagian baja tahan karat menurut unsur kimianya menjadi dua kelompok utama: baja tahan karat kromium dan baja tahan karat kromium-nikel.
(1).Krom
Jika unsur paduan utama dalam suatu baja selain besi adalah kromium, maka baja tahan karat tersebut disebut baja tahan karat kromium.
(2).Kromium-nikel
Jika unsur paduan utama dalam baja, selain besi, adalah kromium dan nikel, maka baja tahan karat tersebut disebut baja tahan karat kromium-nikel.
2.Klasifikasi menurut struktur mikro baja
Struktur mikro baja mengacu pada karakteristik struktur kristal dan struktur mikro baja. Berdasarkan struktur mikronya, baja tahan karat dibagi menjadi lima kategori: baja tahan karat feritik, austenitik, martensit, dupleks (dua fase), dan pengerasan presipitasi.
(1).Baja tahan karat feritik
Baja tahan karat feritik adalah baja dengan kisi kristal kubik berpusat pada badan, kandungan karbon ≤ 0,20%, kandungan kromium dalam kisaran 10,5% –32%, mempertahankan struktur feritik pada suhu tinggi dan suhu ruangan. Baja tahan karat jenis ini tidak dikeraskan dengan perlakuan panas.
Tergantung pada kandungan kromiumnya, baja tahan karat feritik dibagi menjadi kromium rendah (kandungan kromium 10,5%–15,0%), kromium sedang (kandungan kromium 16%–22%) dan kromium tinggi (kandungan kromium 23%–32%). Baja tahan karat feritik adalah salah satu dari tiga kelas utama baja tahan karat, yang muncul hampir bersamaan dengan baja martensit dan austenitik pada awal abad ke-20. Dalam hal volume produksi, baja tahan karat feritik berada di urutan kedua setelah baja austenitik kromium-nikel: dalam produksi baja tahan karat global, pangsa baja feritik biasanya sekitar 30%. Baja tahan karat feritik dicirikan oleh volume produksi yang tinggi, beragam aplikasi, dan sifat serba guna yang sangat baik pada bagian tipis. Karena baja tersebut tidak mengandung nikel atau hanya kadar tertentu yang mengandung sedikit nikel, biaya dan harganya relatif rendah, yang menjadikannya kelas baja tahan karat terpenting yang sedikit dicampur dengan nikel.
Hingga tahun 1950-an dan 1960-an, baja tahan karat feritik tradisional, yang dilebur dalam tungku busur listrik tanpa pemurnian sekunder, memiliki tingkat karbon dan nitrogen yang normal, yang sangat sulit untuk dikurangi lebih lanjut. Sejak tahun 1960-an, kemajuan teknologi dalam produksi baja tahan karat dan penggunaan proses pemurnian sekunder seperti AOD dan VOD telah mengarah pada pengembangan baja tahan karat feritik modern dengan kandungan karbon dan nitrogen rendah dan sangat rendah, yang sebagian besar telah mengatasi dan berhasil mengatasi sejumlah kelemahan baja feritik tradisional. Produksinya meningkat, dan cakupannya terus berkembang.
(2).Baja tahan karat austenitik
Baja tahan karat austenitik mempertahankan struktur austenitiknya pada suhu tinggi dan suhu ruangan tanpa mengalami transformasi struktural. Oleh karena itu, baja tahan karat austenitik juga mengacu pada baja yang tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas. Namun karena kecenderungannya terhadap pengerasan regangan (strain hardening), kekuatannya dapat ditingkatkan dengan deformasi plastis dingin. Rendahnya kekuatan baja tersebut dalam keadaan padam pernah dianggap sebagai salah satu kelemahan utama baja tahan karat austenitik.
Untuk mengatasi masalah korosi intergranular dalam keadaan peka dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi, baja tahan karat austenitik karbon sangat rendah telah dikembangkan, biasanya memiliki kandungan karbon ≤ 0,03%. Ketika ketahanan terhadap korosi meningkat, kekuatan baja tersebut sedikit menurun. Sejak tahun 1970-an, baja tahan karat austenitik telah tersedia dengan kandungan nitrogen terkontrol (kandungan nitrogen sisa dalam baja dalam batas standar, misalnya [N] ≤ 0,10% atau [N] ≤ 0,12%) atau paduan nitrogen (jumlah maksimum nitrogen yang dapat dimasukkan ke dalam baja pada tekanan atmosfer, misalnya ≤ 0,40% atau ≤ 0,40%) 0,50%), yang memungkinkan tercapainya kekuatan yang cukup tinggi karena penguatan larutan padat dengan nitrogen. Dan baja tahan karat austenitik nitrogen tinggi yang diproduksi dengan injeksi nitrogen bertekanan tinggi (jumlah nitrogen yang dimasukkan di bawah tekanan, yaitu [N] > 0,4% atau ≥ 0,5%) memiliki kekuatan yang sangat tinggi dan ketangguhan patah yang sangat baik. Kombinasi penguatan larutan padat nitrogen dan pengerasan regangan telah memungkinkan beberapa baja tahan karat austenitik masuk dalam kategori baja tahan karat berkekuatan tinggi.
Baja tahan karat austenitik kromium-nikel, di antara lima kelas utama baja tahan karat yang ada, memiliki sifat kompleks terbaik, memiliki jumlah nilai terbanyak, memiliki jangkauan dan spesifikasi terlengkap, cakupan terluas, berkembang paling cepat, diproduksi dalam volume terbesar dan mencakup lingkup konsumsi terluas. Secara global dan di negara-negara produsen baja tahan karat utama, pangsa baja tahan karat austenitik kromium-nikel biasanya mencapai lebih dari 50%–60% dari total produksi baja tahan karat.
Karena nikel adalah unsur yang langka dan mahal, kekurangannya sangat parah pada masa perang. Diperkenalkan pada tahun 1940-an, baja tahan karat austenitik kromium-mangan standar yang menggantikan nikel dengan mangan dan nitrogen (seri AISI 200 Amerika), meskipun periode pengembangannya lama, memiliki cakupan yang sempit dan volume produksi yang rendah; di Amerika Serikat, produksi tahunannya hanya beberapa persen dari total produksi baja tahan karat. Dalam beberapa tahun terakhir, munculnya baja tahan karat austenitik kromium-mangan berkekuatan tinggi dan berkekuatan sangat tinggi, serta kemajuan dalam penelitian mangan bebas nitrogen tinggi.
(3) Baja tahan karat martensit
Baja tahan karat martensit merupakan salah satu golongan baja tahan karat yang sifat-sifatnya dapat dikontrol dengan perlakuan panas (quenching, tempering). Berdasarkan komposisi kimianya, baja tersebut dibagi menjadi baja tahan karat kromium martensit dan baja tahan karat kromium-nikel martensit.
Baja tahan karat kromium martensit umumnya terdiri dari tiga jenis: karbon rendah ([C] ≤ 0,15%), karbon sedang ([C] 0,16%–0,40%), dan karbon tinggi ([C] > 0,40%). Karbon merupakan elemen paduan penting dan penting dalam baja tahan karat kromium martensit.
Baja tahan karat kromium martensit terutama mencakup baja tradisional seperti 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13. Kandungan kromium di dalamnya setidaknya 11,5% dan mencapai 18%, yang membuat baja ini memiliki sifat tahan karat dan ketahanan terhadap korosi di lingkungan yang lemah. Kandungan karbon bervariasi dengan kandungan kromium, biasanya antara 0,10% dan 1,0%, untuk menghasilkan struktur austenitik pada suhu tinggi dan struktur martensit pada suhu kamar setelah pendinginan. Karena pembentukan martensit karbon tinggi pipih dan pengendapan karbida, baja ini memperoleh kekuatan tinggi dan kekerasan tinggi. Temper berikutnya setelah pendinginan menghilangkan tegangan pendinginan dan membentuk struktur yang homogen dan stabil, memberikan baja keuletan, ketangguhan, dan ketahanan korosi yang baik - serangkaian sifat tertentu. Karena baja tahan karat kromium martensit lebih rendah dibandingkan semua kelas baja tahan karat lainnya dalam hal ketahanan terhadap korosi, dan juga memiliki keuletan dan ketangguhan yang rendah, kemampuan las yang buruk atau tidak dapat dilas sama sekali, penggunaannya secara luas terbatas.
Baja tahan karat kromium-nikel martensit dikembangkan untuk mengatasi beberapa kelemahan baja martensit tradisional. Pada tahap awal, baja terkenal 1Cr17Ni2 dibuat dengan mengganti karbon dengan nikel. Meskipun ketangguhannya telah meningkat dibandingkan baja kromium martensit dan ketahanan korosinya telah meningkat, namun masih belum cocok untuk pengelasan.
Baja tahan karat martensit modern (super), dikembangkan sejak tahun 1960-an, dengan mengganti lebih lanjut karbon dengan nikel, mencapai kandungan karbon sangat rendah dan memasukkan 2% –6% Ni, mempertahankan struktur austenitik pada suhu tinggi, dan setelah pendinginan dan temper pada suhu kamar, memperoleh struktur komposit yang terdiri dari martensit reng rendah karbon atau sangat rendah karbon, austenit terbalik, dan sejumlah kecil ferit. Paduan tambahan dengan molibdenum, tembaga, dan elemen penguat lainnya memungkinkan baja ini mempertahankan kekuatan tinggi baja kromium martensit sekaligus mempertahankan ketangguhan dan kemampuan las yang baik. Pada kandungan kromium yang sama, ketahanan korosi baja martensit modern jauh melebihi ketahanan korosi baja kromium martensit tradisional. Namun karena kandungan karbonnya yang rendah, baja martensit modern kehilangan karakteristik kekerasan tinggi, ketahanan aus, dan ketajaman tepi tinggi yang melekat pada baja kromium martensit.
(4). Baja tahan karat fase ganda
Hampir seratus tahun telah berlalu sejak penemuan bahwa kehadiran sejumlah kecil ferit dalam baja tahan karat kromium-nikel austenitik meningkatkan ketahanan terhadap korosi intergranular, yang menyebabkan munculnya baja fase ganda kromium-nikel austenitik-feritik (α+γ) dan akhirnya terbentuknya kelas baja fase ganda yang diakui secara resmi bersama dengan tiga kelas utama baja tahan karat yang disebutkan di atas.
Karena kandungan nikel dari baja fase ganda α+γ nikel-kromium yang banyak digunakan umumnya 5%–7%, yang hanya sekitar setengah dari kandungan nikel dari baja austenitik nikel-kromium yang banyak digunakan, dan baja fase ganda ekonomis yang baru dikembangkan hanya mengandung 1%–4% Ni, baja fase ganda α+γ juga merupakan kelas penting dari baja tahan karat paduan hemat nikel.
Pengembangan baja tahan karat kromium-nikel dua fase α+γ telah melalui kurang lebih tiga tahap penting. Tergantung pada karakteristik elemen paduan, nilai PRE (setara ketahanan korosi pitting), perubahan rasio fase α dan γ, periode kemunculan dan karakteristik sifat, baja tahan karat dua fase biasanya dibagi menjadi baja generasi pertama, kedua dan ketiga. Berdasarkan karakteristik unsur-unsur komposisinya, baja dapat dibagi menjadi baja fase ganda paduan rendah, paduan sedang, dan paduan tinggi.
Karena kesulitan dalam mengontrol rasio dua fase, terbatasnya kemampuan kerja panas, kemampuan las, dan faktor ekonomi, volume produksi baja fase ganda generasi pertama menjadi rendah. Namun, kemunculan baja tahan karat fase ganda modern telah banyak mengatasi kelemahan dan keterbatasan baja generasi pertama, sehingga memungkinkan mereka memperluas jangkauan penerapannya, dan kini menjadi kelas baja dengan potensi pengembangan yang sangat besar di bidang teknik.
Nilai yang dikembangkan sebelum tahun 1971 termasuk dalam baja tahan karat fase ganda generasi pertama, termasuk baja fase ganda pertama 1Cr25Ni5Mo1.5, yang muncul pada tahun 1930-an. Kandungan nitrogen dalam baja generasi pertama berada pada tingkat yang biasa terjadi pada peleburan di tungku busur listrik. Meskipun baja fase ganda generasi pertama telah sepenuhnya menunjukkan sifat karakteristiknya, karena nilai PRE yang relatif rendah dan perbedaan yang signifikan dalam rasio fase dalam kondisi pendinginan di antara kualitas yang berbeda, yang juga sulit untuk dikontrol secara akurat, kualitas yang sangat baik dari baja fase ganda di zona sambungan las mengalami penurunan yang signifikan atau bahkan hilang sama sekali, yang secara serius menghambat penerapan dan pengembangan baja fase ganda dalam struktur yang dilas.
Nilai yang muncul antara tahun 1971 dan 1989 termasuk dalam baja tahan karat dua fase generasi kedua dan dicirikan oleh kandungan nitrogen wajib. Karena nitrogen merupakan unsur yang aktif membentuk dan menstabilkan austenit, dengan meningkatnya kandungannya dalam baja, di satu sisi, proporsi fasa austenit dalam logam dasar meningkat dan stabilitas austenit pada suhu tinggi meningkat, yang menyebabkan penurunan jumlah material yang berubah menjadi ferit pada suhu yang sama. Di sisi lain, laju difusi nitrogen yang tinggi selama pendinginan dari suhu tinggi mendorong transformasi cepat ferit menjadi austenit sekunder, yang mencegah pembentukan struktur ferit fase tunggal pada garis fusi dan di zona yang terkena panas setelah pengelasan. Pengenalan nitrogen menciptakan kondisi bagi kemunculan dan pengembangan baja dua fase generasi kedua dan selanjutnya. Karena nitrogen dalam baja tahan karat sebagian besar larut dalam austenit, efek menguntungkan nitrogen pada baja tahan karat fase ganda sebenarnya merupakan cerminan dari pengaruh nitrogen pada struktur dan sifat fase austenit dalam baja fase ganda.
Nilai yang diperkenalkan setelah tahun 1990 termasuk dalam baja tahan karat fase ganda generasi ketiga dan ditandai dengan peningkatan lebih lanjut dalam kandungan molibdenum dan nitrogen, sehingga nilai PRE dari baja tersebut adalah ≥ 40% dan ketahanan korosi, terutama ketahanan terhadap korosi lubang dan celah, semakin ditingkatkan. Saat ini baja tersebut juga disebut baja tahan karat fase super ganda.
Sejak awal tahun 2000-an, perkembangan baja tahan karat dua fase terjadi dalam dua arah. Di satu sisi, kandungan unsur paduan terus meningkat untuk mencapai kekuatan yang lebih tinggi dan ketahanan korosi yang sangat baik, seperti baja SAF 2707 dan SAF 3207 yang dikembangkan oleh perusahaan Swedia Sandvik, dengan nilai PRE > 45%, disebut baja tahan karat hiper-dua fase. Di sisi lain, terdapat kecenderungan pengembangan baja fase ganda yang ekonomis dengan kandungan nikel rendah dan tanpa atau sedikit molibdenum untuk mengurangi biaya dan harga baja fase ganda, serta secara signifikan meningkatkan kemampuan kerja panas dan kemampuan lasnya, sehingga meningkatkan daya saingnya dibandingkan dengan jenis baja tahan karat lainnya.
(5).Baja tahan karat pengerasan dispersi
Baja tahan karat pengerasan dispersi adalah kelas baja tahan karat yang struktur matriksnya pada suhu kamar dapat berupa martensit, austenitik, atau feritik dan diperkuat oleh pengendapan (penuaan) senyawa intermetalik, serta karbida, nitrida, dan fase lain pada matriks sebagai hasil dari perlakuan panas yang tepat.
Saat ini, baja tahan karat pengerasan presipitasi yang banyak digunakan terutama dibagi menjadi tiga jenis: baja tahan karat pengerasan presipitasi martensit, baja tahan karat pengerasan presipitasi semi-austenitik, dan baja tahan karat pengerasan presipitasi austenitik. Selain itu, produk tersebut sering kali menyertakan baja tahan karat maraging ultra-rendah karbon.
Meskipun prinsip pengerasan presipitasi baja tahan karat telah dikenal pada tahun 1930-an, setelah diperkenalkannya baja tahan karat pengerasan presipitasi kelas satu, Stainless W, prinsip tersebut tidak diterapkan secara praktis hingga tahun 1946. Selanjutnya, karena kebutuhan industri penerbangan, dirgantara, nuklir, dan kimia akan baja yang menggabungkan ketahanan terhadap korosi dengan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, baja tahan karat pengerasan presipitasi baru mulai bermunculan. Di Amerika Serikat, baja tersebut diklasifikasikan sebagai seri 600. Baja tahan karat maraging ultra-rendah karbon muncul pada tahun 1960an. Mereka dikembangkan dari baja yang rusak dengan menambahkan kromium untuk memberikan sifat tahan karat. Biasanya mereka juga diklasifikasikan sebagai baja tahan karat pengerasan presipitasi martensit.
Baja tahan karat pengerasan dispersi martensit memiliki struktur austenitik yang tidak stabil, yang setelah perlakuan larutan padat, mengalami transformasi martensit. Penuaan selanjutnya menyebabkan pengendapan fase kedua pada matriks martensit, yang memperkuat baja.
Baja tahan karat maraging karbon ultra-rendah memiliki sifat tahan karat; setelah perlakuan larutan padat dan penuaan di dalamnya, fase kedua mengendap pada matriks martensit ultra-rendah karbon dan nikel tinggi, yang memperkuat baja.
Baja tahan karat pengerasan presipitasi semi-austenitik juga merupakan baja dengan austenit yang tidak stabil, tetapi austenitnya lebih stabil dibandingkan baja pengerasan presipitasi martensit. Dalam keadaan mengeras pada suhu kamar, baja pengerasan dispersi semi-austenitik memiliki struktur austenitik. Setelah deformasi plastis dingin, perlakuan suhu rendah, atau pemanasan hingga sekitar 750°C untuk perlakuan penyesuaian, austenit dapat diubah menjadi martensit, setelah itu, melalui penuaan berikutnya, fase kedua terbentuk pada matriks martensit, yang memperkuat baja.
Baja tahan karat pengerasan presipitasi austenitik memiliki struktur austenitik yang stabil. Setelah perlakuan larutan padat dan penuaan berikutnya, fase kedua dilepaskan dari matriks austenitik, yang memperkuat baja.
Shanghai Xinliang Stainless Pipe Industry Co, Ltd diposisikan sebagai ahli dalam pemrosesan komponen pipa presisi tinggi, memberikan pelanggan solusi lengkap mulai dari desain hingga pengiriman. Perusahaan ini mengkhususkan diri dalam produksi, pemrosesan, dan penjualan pipa dan komponen kapiler tahan karat presisi menengah dan tinggi, ultra-kecil, dan berdinding tipis.
Kami menggunakan bahan baku tahan karat berkualitas tinggi dan mengontrol komposisi kimia secara ketat, menjamin ketahanan korosi dan sifat mekanik produk yang sangat baik.
Bahan yang umum digunakan termasuk, namun tidak terbatas pada:
