Stainless steelDalam metalurgi , baja stainless , juga dikenal sebagai baja inox atau inox dari Perancis

" inoxydable ", didefinisikan sebagai baja   paduan  dengan minimal 10,5% sampai 12% kromium konten

dengan massa. Stainless baja tidak menimbulkan korosi , karat atau noda dengan air tidak seperti baja

biasa, tapi meskipun nama itu tidak sepenuhnya noda-bukti, terutama di bawah oksigen rendah, salinitas

tinggi, atau lingkungan sirkulasi yang buruk. Hal ini juga disebut korosi tahan baja atau CRES ketika jenis

paduan dan kelas tidak rinci, terutama di industri penerbangan. Ada nilai yang berbeda dan sentuhan akhir

permukaan stainless steel sesuai dengan lingkungan paduan harus bertahan. Stainless steel digunakan di

mana kedua sifat-sifat baja dan ketahanan terhadap korosi yang diperlukan.

Stainless steel berbeda dari baja karbon dengan jumlah yang hadir kromium. Karbon yang tidak dilindungi

baja berkarat mudah bila terkena udara dan kelembaban. Ini oksida besifilm (karat) aktif dan mempercepat

korosi dengan membentuk oksida besi lebih banyak, dan karena ukuran berbeda dari besi dan molekul

oksida besi (besi oksida lebih besar) ini cenderung mengelupas. Baja tahan karat mengandung kromium

yang cukup untuk membentuk lapisan pasif oksida kromium, yang mencegah korosi permukaan lebih lanjut

dan dari korosi blok menyebar ke struktur internal logam, dan karena ukuran yang sama dengan molekul

baja dan oksida mereka ikatan sangat kuat dan tetap melekat pada permukaan. Pasifasi hanya terjadi jika

proporsi kromium cukup tinggi dan dengan adanya oksigen.

Sebuah tahan korosi beberapa artefak besi bertahan dari jaman dahulu. Sebuah contoh yang terkenal

adalah Pilar Besi Delhi , didirikan atas perintah Kumara Gupta sayasekitar tahun 400 . Tidak seperti

stainless steel, namun, artefak berutang daya tahan mereka untuk tidak kromium tetapi untuk mereka yang

tinggi fosfor konten, yang, bersama dengan menguntungkan kondisi cuaca lokal, mempromosikan

pembentukan padat pelindung lapisan pasivasi dari oksida besi dan fosfat , bukan non- pelindung

retak karat yang berkembang pada lapisan besi yang paling.

Daya tahan korosi besi-kromium paduan pertama kali diakui pada tahun 1821

olehPerancis metalurgi Pierre Berthier , yang mencatat perlawanan mereka terhadap serangan oleh

beberapa asam dan menyarankan penggunaannya dalam peralatan makan . Metallurgists abad ke-19

tidak dapat menghasilkan kombinasi karbon rendah dan tinggi kromium ditemukan dalam baja tahan karat

yang paling modern, dan tinggi kromium paduan mereka bisa menghasilkan terlalu rapuh untuk menjadi

praktis.

Pada akhir 1890-an Hans Goldschmidt dari Jerman mengembangkan aluminothermic (termit ) proses

untuk memproduksi karbon bebas kromium. Antara 1904 dan 1911 beberapa peneliti, terutama Leon

Guillet Perancis, paduan disiapkan bahwa hari ini akan dianggap stainless steel.

Friedrich Krupp Germaniawerft membangun kapal pesiar berlayar 366 ton Germania menampilkan

lambung krom-nikel baja di Jerman pada tahun 1908. Pada tahun 1911, Philip Monnartz melaporkan

hubungan antara kadar krom dan ketahanan korosi. Pada tanggal 17 Oktober, 1912 Krupp insinyur Benno

Strauss dan Eduard Maurer dipatenkan austenitic stainless steel seperti ThyssenKrupp Nirosta.

Perkembangan serupa juga terjadi contemporaneously di Amerika Serikat, di mana Kristen Dantsizen dan

Frederick Becket yang industrialisasi feritik stainless steel. Pada tahun 1912, Elwood Haynes mengajukan

permohonan paten AS pada martensit paduan stainless steel, yang tidak diberikan sampai 1919.

Juga pada tahun 1912, Harry Brearley dari Brown-Firth laboratorium penelitian di Sheffield, Inggris ,

sementara mencari paduan tahan korosi untuk barel senapan, menemukan dan kemudian industri baja

paduan martensit steel. Penemuan ini diumumkan dua tahun kemudian dalam sebuah artikel surat kabar

1915 Januari di The New York Times . Logam ini kemudian dipasarkan dengan merek 'Staybrite' oleh Firth

Vickers di Inggris dan digunakan untuk kanopi pintu masuk baru untuk Hotel Savoy di London pada tahun

1929.

Brearley mengajukan permohonan paten AS selama 1915 hanya untuk menemukan bahwa Haynes sudah

terdaftar paten. Brearley dan Haynes dana yang berlebihan dan dengan sekelompok investor membentuk

Stainless Steel Corporation Amerika, dengan kantor pusat di Pittsburgh, Pennsylvania. Pada awalnya

stainless steel dijual di AS dengan nama merek yang berbeda seperti ' Allegheny logam 'dan' Nirosta

baja. Pada tahun 1929 sebelum terkena Depresi Besar, lebih dari 25.000 ton baja stainless yang

diproduksi dan dijual di Amerika Serikat.

Sifat stainless steels

Tinggi oksidasi-perlawanan di udara pada suhu suhu biasanya dicapai dengan penambahan minimal 13%

(berat) kromium , dan hingga 26% digunakan untuk lingkungan keras.kromium ini

membentuk passivasi lapisan kromium (III ) oksida (Cr 2 O 3 ) bila terkena oksigen. Lapisan terlalu tipis

untuk dapat dilihat, dan logam tetap berkilau. Lapisan tahan terhadap air dan udara, melindungi logam di

bawahnya. Juga, lapisan ini cepat reformasi ketika permukaan tergores. Fenomena ini disebut pasif dan

dipandang dalam logam lain, seperti aluminium dan titanium . Korosi resistensi dapat terpengaruh jika

komponen yang digunakan di lingkungan non-oksigen, satu contoh yang bawah air lunas baut

dimakamkan di kayu .

Ketika komponen stainless steel seperti kacang-kacangan dan baut dipaksa bersama-sama, lapisan oksida

dapat dikerok, menyebabkan bagian untuk mengelas bersama. Ketika dibongkar, bahan las dapat robek

dan diadu, efek yang dikenal sebagaimenyakitkan . Ini menyakitkan destruktif dapat dihindari dengan

penggunaan bahan berbeda untuk bagian-bagian dipaksa bersama-sama, untuk contoh perunggu dan

stainless steel, atau jenis bahkan berbeda dari baja tahan karat (martensit terhadap austenit), ketika

logam-untuk-logam keausan tersebut terjadi. Paduan Nitronic mengurangi kecenderungan untuk empedu

melalui paduan selektif dengan mangan dan nitrogen. Selain itu, sendi berulir dapat dioleskan untuk

mencegah menyakitkan.

Demikian pula untuk baja, stainless steel bukan konduktor listrik yang baik sangat, dengan sekitar

beberapa persen dari konduktivitas listrik dari tembaga . Feritik dan martensit baja tahan karat bersifat

magnetis. Austenitik baja tahan karat adalah non-magnetik.

Jenis-jenis stainless steel

Pipa dan fitting terbuat dari stainless steel.

Ada berbagai jenis baja stainless: ketika nikel yang ditambahkan, misalnya, struktur austenit zat besi yang

stabil. Struktur kristal membuat baja tersebut hampir tidak magnetikdan kurang rapuh pada suhu

rendah. Untuk lebih besar kekerasan dan kekuatan, lebihkarbon ditambahkan. Dengan tepat perlakuan

panas , ini baja silet digunakan untuk hal-hal seperti pisau cukur, sendok garpu, dan alat.

Jumlah yang signifikan mangan telah digunakan dalam banyak komposisi stainless steel.Mangan

mempertahankan struktur austenit pada baja, mirip dengan nikel, tetapi dengan rendah biaya .

Baja tahan karat juga diklasifikasikan dengan mereka struktur kristal :

Austenitik  , atau 300 seri, baja tahan karat austenitik memiliki struktur kristal, yang merupakan wajah

berpusat kubik struktur kristal. Baja austenit membuat lebih dari 70% dari total produksi baja

stainless. Mereka berisi maksimal karbon 0,15%, minimal 16% kromium dan nikel yang cukup dan /

atau mangan untuk mempertahankan struktur austenitik pada semua suhu dari kriogenikwilayah ke

titik leleh paduan. Baja austenit yang paling banyak digunakan adalah 304 grade atau A2 stainless

steel (jangan bingung dengan baja kelas A2, yang juga bernama baja Alat , baja). Baja austenit kedua

yang paling umum adalah 316 kelas, juga disebut laut kelas steel, digunakan terutama untuk

peningkatan resistensi terhadap korosi. Komposisi khas dari 18% kromium dan nikel 10%, umumnya

dikenal sebagai 18/10 steel , sering digunakan dalam sendok garpu dan berkualitas tinggi peralatan

masak . 18/0dan 18/8 juga tersedia.

Superaustenitic baja tahan karat, seperti paduan AL-6XN dan 254SMO, menunjukkan ketahanan

besar terhadap korosi pitting dan klorida celah karena tinggi molibdenum konten (> 6%) dan

penambahan nitrogen, dan kandungan nikel yang lebih tinggi menjamin lebih tahan terhadap

stres-korosi retak dibandingkan seri 300. Isi paduan yang lebih tinggi dari baja superaustenitic

membuat mereka lebih mahal. Baja lainnya dapat menawarkan kinerja yang serupa dengan biaya

lebih rendah dan lebih disukai dalam aplikasi tertentu, misalnya ASTM A387 digunakan dalam

bejana tekan tetapi adalah baja karbon paduan rendah dengan kandungan kromium sebesar 0,5%

sampai 9%. [ 19 ] rendah karbon versi , misalnya 316 L atau 304L, digunakan untuk menghindari

masalah korosi yang disebabkan oleh pengelasan. 316LVM kelas lebih disukai di

Figure 9.55Type 430 (ferritic) stainless steel strip annealed at 788°C. The structure consists of a ferrite matrix with equiaxed grains and dispersed carbide particles. (Etchant: picral + HCI; magnification 100x.)(Courtesy of United States Steel Corp., Research Laboratories.)

mana biokompatibilitas diperlukan (seperti implan tubuh dan tindikan). The "L" berarti bahwa

kandungan karbon paduan berada di bawah 0,03%, yang mengurangi efek sensitisasi(presipitasi

karbida krom pada batas butir ) yang disebabkan oleh suhu tinggi yang terlibat dalam pengelasan.

Feritik  baja stainless umumnya memiliki sifat teknis lebih baik daripada nilai austenitik, tetapi telah

mengurangi ketahanan korosi, karena kromium yang lebih rendah dan kandungan nikel. Mereka

juga biasanya lebih murah. Mereka berisi antara 10,5% dan 27% kromium dan nikel yang sangat

sedikit, jika ada, tetapi beberapa jenis dapat mengandung timbal. Komposisi paling termasuk

molibdenum, beberapa, aluminium atau titanium. Nilai feritik umum meliputi 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo,

29Cr-4Mo, dan 29Cr-4Mo-2Ni.Paduan ini dapat didegradasi oleh kehadiran  kromium, fase

intermetalik yang dapat memicu pada pengelasan.

Martensit  baja tahan karat yang tidak tahan korosi sebagai dua kelas lain tetapi sangat kuat dan

tangguh, serta sangat machinable , dan dapat dikeraskan dengan perlakuan panas. Martensit

stainless steel mengandung kromium (12-14%), molibdenum (0,2-1%), nikel (kurang dari 2%),

dan karbon (sekitar 0,1-1%) (memberikan kekerasan lebih tetapi membuat bahan yang sedikit

lebih rapuh ).Hal ini dipadamkan dan magnetik.

Iron-chromium phase diagram.(From “Metals Handbook,” vol. 8, 8th ed., American Society for Metals, 1973, p. 291. Used by permission of ASM International.)

Figure 9.56Type 440C (martensitic) stainless steel hardened by austenitizing at 1010°C and air-cooled. Structure consists of primary carbides in martensite matrix. (Etchant: HCI + picral; magnification 500X.)(Courtesy of Allegheny Ludlum Steel Co.)

Figure 9.57Type 304 (austenitic) stainless steel strip annealed 5 min at 1065°C and air-cooled. Structure consists of equiaxed austenite grains. Note annealing twins.(Etchant: HN03-acetic acid-HCI-glycerol; magnification 250x.)(Courtesy of Allegheny Ludlum Steel Co.)

Cast Irons ( Besi Cor )

Cast menguras besi, limbah dan ventilasi pipa Cast plat besi pada grand piano

Besi cor adalah besi atau besi   paduan  yang telah dipanaskan sampai liquifies, dan kemudian dituangkan ke

dalam cetakan untuk memperkuat. Hal ini biasanya terbuat dari besi kasar . Konstituen paduan mempengaruhi

warna ketika patah: besi cor putih memiliki karbida kotoran yang memungkinkan celah-celah untuk lulus

langsung melalui. Abu-abu besi cor, atau abu-abu besi , memiliki serpihan graphitic yang membelokkan celah

lewat dan memulai retakan baru terhitung seperti material.

Karbon (C) dan silikon (Si) adalah elemen paduan utama, dengan jumlah berkisar 2,1-4% berat dan 1 sampai

3% berat, masing-masing. Besi paduan dengan kandungan karbon kurang dikenal sebagai baja. Sementara ini

secara teknis yang membuat basis paduan terner Fe-C-Si alloy, prinsip pembekuan besi cor dipahami

dari biner diagram besi-karbon fase. Karena komposisi besi cor kebanyakan di sekitar titik eutektik dari sistem

besi-karbon, suhu leleh erat berkorelasi, biasanya mulai dari 1.150 sampai 1.200 ° C (2.102 ke 2.192 ° F), yaitu

sekitar 300 ° C (572 ° F) lebih rendah dari titik leleh besi murni.

Besi cor cenderung rapuh , kecuali untuk besi cor mudah dibentuk . Dengan titik leleh yang relatif rendah,

fluiditas yang baik, castability , mampu-mesin yang tinggi, ketahanan terhadap deformasi dan ketahanan aus.

Elemen Pemaduan

Sifat besi cor yang diubah dengan menambahkan unsur paduan berbagai,

atau alloyants .Selanjutnya karbon , silikon adalah alloyant paling penting karena memaksa karbon dari

solusi. Sebaliknya bentuk-bentuk karbon grafit yang menghasilkan besi lebih lembut, mengurangi penyusutan,

menurunkan kekuatan, dan mengurangi kepadatan. Sulfur , ketika ditambahkan, membentuk besi sulfida , yang

mencegah pembentukan grafit dan meningkatkan kekerasan . Masalah dengan belerang adalah membuat besi

cor cair lemah, yang menyebabkan cacat jangka pendek. Untuk mengatasi pengaruh dari

belerang, manganditambahkan karena bentuk keduanya menjadi sulfida mangan bukan besi sulfida. Sulfida

mangan lebih ringan dibandingkan meleleh sehingga cenderung mengapung keluar dari mencair dan ke

dalam terak . Jumlah mangan dibutuhkan untuk menetralisir belerang adalah 1,7 × kandungan sulfur 0,3%. Jika

lebih dari jumlah ini mangan yang ditambahkan, makamangan karbida bentuk, yang meningkatkan kekerasan

dan dingin , kecuali dalam abu-abu besi, dimana sampai 1% dari kekuatan meningkat mangan dan kepadatan.

- Putih besi cor

Ini adalah besi yang menampilkan permukaan retak putih karena adanya sementit. Dengan kandungan silikon

lebih rendah dan lebih cepat pendinginannya, karbon dalam besi cor putih presipitat dari lelehan

sebagai metastabil fase sementit , Fe 3 C, daripada grafit. Para sementit yang presipitat dari bentuk-bentuk

lelehan sebagai partikel yang relatif besar, biasanya dalam campuran eutektik, dimana fase lainnya

adalah austenit (dimana pendinginan mungkin mengubah untuk martensit ).Karbida eutektik jauh terlalu besar

untuk memberikan pengerasan presipitasi (seperti di beberapa baja, di mana sementit presipitat dapat

menghambat deformasi plastik oleh menghambat pergerakan dislokasi melalui matriks ferit). Sebaliknya, mereka

meningkatkan kekerasan sebagian besar dari besi cor hanya berdasarkan kekerasan mereka sendiri sangat

tinggi dan besar volumenya kecil, sehingga kekerasan massal dapat didekati dengan aturan campuran. Dalam

hal apapun, mereka menawarkan kekerasan dengan mengorbankan ketangguhan . Sejak karbida membentuk

sebagian besar materi, besi cor putih yang cukup dapat diklasifikasikan sebagai cermet . Besi putih terlalu rapuh

untuk digunakan dalam komponen struktur, tetapi dengan kekerasan baik dan ketahanan abrasi dan biaya yang

relatif rendah, ia menemukan penggunaan dalam aplikasi seperti permukaan aus ( impeller dan volute )

dari pompa lumpur , liner shell dan bar pengangkat di bola pabrik dan pabrik penggilingan autogenous , bola dan

cincin di pulverisers batubara , dan gigi dari sebuah backhoe ember itu menggali (meskipun cor baja karbon

menengah martensit lebih umum untuk aplikasi ini).Sulit untuk mendinginkan coran tebal cukup cepat untuk

memperkuat mencair sebagai besi cor putih semua jalan melalui. Namun, pendinginan cepat dapat digunakan

untuk memperkuat shell dari besi cor putih, setelah itu sisanya mendingin lebih lambat untuk membentuk inti dari

besi cor kelabu. Casting yang dihasilkan, disebut pengecoran dingin , memiliki manfaat permukaan yang keras

dan interior yang agak ketat.

Figure 9.60Scanning electron micrograph of hypereutectic gray iron with matrix etched out to show position of type B graphite in space. (Etch:3:1 methyl acetate-liquid bromine. Magnification 130x.)www.asmintemational.org.)

- Besi cor abu - abuAbu-abu besi cor dicirikan oleh struktur mikro graphitic, yang menyebabkan patah tulang dari material yang memiliki penampilan yang abu-abu. Ini adalah besi cor paling sering digunakan dan bahan cor yang paling banyak digunakan berdasarkan berat badan. Besi cor yang paling memiliki komposisi kimia 2,5-4,0% karbon,

silikon 1 sampai 3%, dan sisanya adalah besi. Besi tuang abu-abu memiliki kurang kekuatan tarik dan ketahanan kejut dari baja, namun kuat tekan adalah sebanding dengan baja karbon rendah dan menengah.

Figure 9.59 Class 30 as-cast gray iron cast in a sand mold. Structure is type A graphite flakes In a matrix of 20 percent free ferrite (light constituent) and 80 percent pearlite (dark constituent). (Etch: 3% nital; magnification 100x.)(After “Metals Handbook,’’ vol. 7, 8th ed., American Society for Metals, 1972, p. 82. Reprinted with permission of ASM International. All rights reserved, www.asminternational. org.)

Figure 9.61Grade 80-55-06 as-cast pearlitic ductile iron. Graphite nodules (spherulites) in envelopes of free ferrite (bull’s-eye structure) in a matrix of pearlite. (Etch: 3% nital; magnification 100x.)(After “Metals Handbook" vol. 7, 8th ed., American Society for Metals, 1972, p. 88. Reprinted with permission of ASM International. All rights reserved, www.asmintemational.org.)

- Besi cor ulet

Sebuah perkembangan yang lebih baru adalah nodular atau besi cor ulet . Sejumlah

kecil magnesium atau cerium ditambahkan ke paduan ini memperlambat pertumbuhan grafit presipitat oleh

ikatan ke tepi pesawat grafit. Seiring dengan kontrol hati-hati dari unsur-unsur lain dan waktu, ini memungkinkan

untuk memisahkan karbon sebagai partikel bulat sebagai bahan mengeras. Sifat-sifat yang mirip dengan besi

lunak, tapi bagian dapat dicetak dengan bagian yang lebih besar.

Pembuat besi jembatan

Penggunaan besi dan baja untuk tujuan struktural dimulai pada 1770-an, ketika Abraham Darby

III membangun Jembatan Besi , meskipun balok pendek telah digunakan, seperti dalam tanur tiup di

Coalbrookdale. Penemuan lainnya menyusul, termasuk satu dipatenkan oleh Thomas Paine . Cast jembatan

besi menjadi biasa sebagai Revolusi Industri berkumpul kecepatan. Thomas Telfordmengadopsi bahan untuk

Hardness (HB)Figure 9.63Tensile properties of ductile iron versus hardness.{From “Metals Handbook,” vol. 1. 9th ed., American Society for Metals, 1978, p. 36. Used by permission of ASM International.)

160 180 200 220 240 260 280 300 Hardness (HB)

jembatan nya hulu di Buildwas , dan kemudian untuk melalui kanal saluran air di Longdon-on-Tern pada Canal

Shrewsbury .

Hal ini diikuti oleh Aqueduct Chirk dan Aqueduct Pontcysyllte , baik yang tetap digunakan setelah restorasi

terakhir. Besi cor balok jembatan digunakan secara luas oleh kereta api awal, seperti Jembatan Air Street

di Manchester terminal dari Liverpool dan Manchester Kereta Api . Masalah muncul ketika sebuah jembatan baru

membawa Chester dan Holyhead Kereta Api di Sungai Dee diChester runtuh Mei 1847, kurang dari satu tahun

setelah itu dibuka. Para Dee jembatan bencana itu disebabkan oleh beban berlebihan di tengah balok oleh

kereta api yang lewat, dan jembatan serupa harus dibongkar dan dibangun kembali, sering di  besi

tempa .Jembatan telah keliru dirancang, yang terikat dengan tali besi tempa, yang salah berpikir untuk

memperkuat struktur. Pusat-pusat balok dimasukkan ke membungkuk, dengan tepi yang lebih rendah dalam

ketegangan, di mana besi cor, seperti batu , sangat lemah.

Cara terbaik untuk menggunakan besi dan baja untuk konstruksi jembatan adalah dengan

menggunakan lengkungan , sehingga semua bahan yang di kompresi. Besi cor, lagi seperti batu, sangat kuat

dalam kompresi. Besi tempa, seperti kebanyakan jenis lain dari besi dan memang seperti kebanyakan logam

pada umumnya, yang kuat dalam ketegangan, dan juga tangguh - tahan terhadap rekah.Hubungan antara besi

tempa dan besi cor, untuk tujuan struktural, dapat dianggap sebagai sejalan dengan hubungan antara kayu dan

batu.

Namun demikian, besi cor terus digunakan dengan cara-cara struktural tidak tepat, sampai Jembatan Rel

Tay bencana tahun 1879 meragukan serius pada penggunaan material. Lugs penting untuk memegang bar dasi

dan struts di Jembatan Tay telah dilemparkan terpisahkan dengan kolom dan mereka gagal pada tahap awal

kecelakaan. Selain itu, lubang baut juga dilemparkan dan tidak dibor, sehingga semua ketegangan dari bar dasi

ditempatkan di sudut, bukannya tersebar di sepanjang lubang. Jembatan pengganti dibangun pada besi tempa

dan baja.

Selanjutnya jembatan ambruk terjadi, bagaimanapun, yang berpuncak pada kecelakaan kereta api Norwood

Junction dari 1891. Ribuan rel besi cor underbridges akhirnya digantikan oleh setara baja.

Asli Tay Bridge dari utara

 

Jembatan Tay jatuh dari utara

 

Jembatan besi selamaSevern River di Coalbrookdale, Inggris

 

Para Eglinton Turnamen Bridge , North Ayrshire ,Skotlandia , dibangun dari besi cor.

Produksi di Dunia

Dunia besi cor produksi tahun 2009 adalah 898.261 juta ton (yang 3,2% lebih rendah dari tahun 2008 - 927.123

juta ton).

Top-10 di dunia produsen besi cor (dalam juta ton) adalah:

1  China 543,748

2  Japan 66,943

3  Russia 43,945

4  India 29,646

5  South Korea 27,278

6  Ukraine 25,676

7  Brazil 25,267

8  Germany 20,154

9  United States 18,936

10  France 8,105