Tehnik Mesin ~ Spesifikasi Baja Tahan Korosi (Stainless Steel)

Baja Stainless

Paduan Fe-Cr adalah jenis logam Stainless paling sederhana yang berstruktur dasar ferrite. Hal ini dapat kita pahami dengan mempelajari diagram kesetimbangan fase Fe-Cr. Chromium adalah unsur penstabli ferrite. Chromium dengan struktur BCC (sama dengan ferrite) akan memperluas daerah fase alpha dan mempersempit daerah fase gamma. Akibatnya terbentuk loop Austenite yang membatasi daerah FCC dan BCC. Pada paduan Fe-Cr dengan kandungan Cr diatas 12% tidak terjadi transformasi fase Austenite ke Ferrite. Dari temperatur ruang hingga ke titik leburnya Fasenya adalah ferrite. Akibatnya, tidak dimungkinkan pula terjado transformasi mertensitik.

Sementara ini dapat ditarik kesimpulan bahwa besi (tanpa karbon) stainless dengan kadar diatas Cr 12% selalu berstruktur ferrite. Ferritic Stainless Steel dapat memiliki kadar Cr hingga 30%.

Jika pada kadar karbon rendah, ferrite stabil di semua rentang temperatur maka pada karbon yang lebih tinggi dapat ditemukan daerah fase Austenite. Penambahan kadar karbon sebesar 0.6% misalnya, akan memodifikasi diagram fasa sehingga paduan akan memiliki fase Austenite pada temperatur tinggi. Pada kondisi ini, baja dapat di quench untuk menghasilkan martentsit.

Secara umum, semakin tinggi kadar Cr semakin tahan besi terhadap korosi. Hal ini disebabkan karena terbentuknya lapisan film oksida pada permukaan. Di sisi lain kekurangan kadar Chromium akan menyebabkan berkurangnya jumlah lapisan film oksida protektif. Dalam hal ini, kadar karbon di dalam Stainless perlu dijaga dalam keadaan rendah. Jika tidak, maka akan terbentuk Karbida Chrom sehingga Chrom tidak dapat ke permukaan membentuk oksida film protektif.

Penambahan Ni sangat penting karena Ni memiliki strktur FCC yang memiliki batas kelarutan karbon yang lebih besar sehingga mengurangi peluang terjadi pembentukan karbida Chromium yang akan mengurangi kadar Chromium dan oleh karenanya jumlah lapisan film oksida protektif pada permukaan.

Ni yang memiliki struktur FCC adalah elemen penstabil FCC atau Austenite pada paduan besi. Keberadaan Ni akan mengurangi kecenderungan besi FCC untuk bertransformasi menjadi BCC. Pada kadar karbon tertentu (<0.03 %C) fase Austenite bahkan akan stabil pada temperatur ruang.

Sejauh ini telah kita kenal dua jenis paduan Stainless Steel yang penting, yaitu paduan Stainless Steel dengan kandungan Ni rendah dan paduan Stainless Steel dengan kandung Ni tinggi. Telah kita kenal pula tiga jenis paduan Stainless berdasarkan struktur kristalnya, yaitu: logam Stainless Feritik (Ferritic Stainless Steel), logam Stainless Matensitik (Martensitic Stainless Steel), dan logam Stainless Steel Austenitik (Austenitic Stainless Steel). Selain berdasarkan kedua hal diatas, paduan stainless dapat pula dikelompokkan berdasarkan mekanisme penguatnya. Termasuk ke dalam golongan ini adalah PH Stainless Steel, yaitu paduan Stainless Steel yang dikuatkan melalui mekanisme Precipitation Hardening yang meliputi Solutionizing, Quenching, dan Aging.

Tweet