TUGAS ILMU BAHAN REKAYASASTAINLES STEEL

Disusun Oleh :

Rizki PrimawatiNIM : 21030113120069

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO

2014

Stainless Steel

Baja stainlees merupakan baja paduan logam yang me gandung minimal 10,5 % Cr, sedikit baja Stainlees mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Daya tahan Stainless Steel terhadap oksidasi yang tinggi di udara dalam suhu lingkungan biasanya dicapai karena adanya tambahan minimal 13% ( dari berat ) krom. Krom membentuk sebuah lapisan tidak aktif Kromium (III) Oksida (Cr2O3) ketika bertemu oksigen. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat ,sehinnga logamnya akan tetap berkilau . Logam ini menjadi tahan air dan udara , melindungi logam yang ada di bawah lapisan tersebut Passivation. Untuk mendapatkan besi yang lebih baik lagi, dintaranya dilakukan penambahan beberapa zat-zat berikut, Penambahan Molibdenum (Mo) bertujuan untuk memperbaiki ketahanankorosi pitting dan korosi celah Unsur karbon rendah dan penambahan unsur penstabilkarbida (titanium atau niobium) bertujuan menekan korosi batas butir pada material yang mengalami proses sensitasi. Penambahan Cr bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan oksida ( Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperature tinggi. Penambahan bikel bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam media pengkorosi netral atau lemah. Penambahan unsur molybdenum (Mo) untuk meningkatkan ketahanan korosi pitting di lingkungan klorida. Unsur aluminium (Al) meningkatkan pembentukan lapisanoksida pada temperature tinggi.

Karena sifatnya tersebut maka, baja stainless steel ini banyak digunakan dalam industry, misalnya untuk pipa , tangki dan lain-lain. Apalagi industry kimia yang memerlukan daya tahan yang sangat tinngi terhadap korosi. ( Indra Agmarina, 2008)

Contoh Stainless Steel :

1. 304 Termasuk dalam basic alloy ( paduan dasar ). Tipe 304 (18-8) adalah baja

austenitik yang memiliki minimal 18% kromium dan nikel 8%, dikombinasikan dengan maksimal 0,08% karbon. Ini adalah baja nonmagnetik yang tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas, tapi harus mendapatkan perlakuan pendinginan untuk mendapatkan kekuatan tarik yang lebih tinggi. 18% kadar krom memberikan ketahanan terhadap korosi dan oksidasi. Karakteristik metalurgi alloy yang dimiliki terutama kerena kandungan nikel (8% mm.), yang juga memperluas ketahanan terhadap korosi karena terjadi reaksi reduksi . Karbon, dibutuhkan untuk menambah keunggulan alloy, dengan kadar sekitar 0,08% . Paduan stainless tahan terhadap oksidasi asam dan tahan terhadap karat. Tipe 304 ini juga kebal terhadap foodstuff, sterilisasi larutan, sebagian besar bahan kimia organik dan zat warna, dan berbagai macam bahan kimia anorganik. Karena kemampuannya untuk menahan aksi korosif berbagai asam yang juga ditemukan dalam buah-buahan, daging, susu, dan sayuran, Type 304 digunakan untuk wastafel, meja, guci kopi, kompor, lemari es, susu dan krim dispenser, dan tabel uap. Tipe 304 juga digunakan dalam berbagai peralatan lainnya seperti peralatan memasak, panci,

panci, dan sendok garpu. Tipe 304 sangat cocok untuk semua jenis peralatan susu - mesin pemerahan, kontainer, homogenizers, sterilisasi, dan penyimpanan dan pengangkutan tank, termasuk pipa, katup, truk susu dan gerbong kereta. Alloy 18-8 ini juga berguna dalam industri pembuatan bir di mana ia digunakan dalam pipa, panci ragi, tong fermentasi, penyimpanan dan kereta api mobil, dll jeruk dan industri jus buah juga menggunakan tipe 304 untuk semua penanganan mereka, menghancurkan, persiapan , penyimpanan dan pengangkutan peralatan. Pada aplikasi pengolahan makanan seperti di pabrik, toko roti, dan pembantaian dan pengepakan rumah, semua peralatan logam terkena hewan dan minyak nabati, lemak, dan asam dibuat dari Type 304.Tipe 304 juga digunakan untuk tangki pewarna, pipa ember, dippers, dll yang kontak dengan lormic, asetat, dan asam organik lainnya yang digunakan dalam industri pencelupan. Karena ketahanan korosi nya lebih baik dari pada tipe 316 tipe 304 juga digunakan untuk mur, baut, sekrup, dan pengencang lainnya serta digunakan untuk pegas, roda, dan komponen lain yang memerlukan material yang tahan terhadap korosi.

Type Analysis of Stainless Type 304Carbon 0.08% max. Silicon 1.00% max.

Manganese 2.00% max. Chromium 18.00-20.00%Phosphorus 0.045% max. Nickel 8.00-10.50%

Sulfur 0.030% max.

2. 316 Tentu saja, ada banyak proses industri yang membutuhkan tingkat ketahanan yang sangat tinggi terhadap korosi, Type 304 salah satunya. Untuk aplikasi ini, ada juga Type 316. Tipe 316 juga austenitik, non-magnetik, dan stainless steel termal nonhardenable seperti Type 304. kandungan karbon mencapai 0,08% sedangkan kandungan nikel sedikit lebih banyak. Yang membedakan tipe 316 dari Type 304 adalah penambahan molibdenum hingga 3%. Molibdenum meningkatkan ketahanan korosi dari paduan kromium-nikel untuk menahan serangan oleh banyak bahan kimia industri dan pelarut, dan, khususnya, menghambat mengadu disebabkan oleh klorida. Dengan demikian, molibdenum adalah salah satu aditif paduan yang paling berguna dalam memerangi korosi.Berdasarkan penambahan molibdenum, Type 316 dapat menahan serangan korosif dengan natrium dan kalsium air asin, solusi hipoklorit, asam fosfat; dan minuman keras sulfit dan asam belerang yang digunakan dalam industri bubur kertas. oleh karena itu, untuk peralatan industri yang menangani bahan kimia proses korosif digunakan untuk menghasilkan tinta, rayon, bahan kimia fotografi, kertas, tekstil, pemutih, dan karet. Tipe 316 juga digunakan secara luas untuk bedah implan dalam lingkungan yang tidak bersahabat dari tubuh. Type 316 adalah stainless utama yang digunakan di lingkungan laut, dimana ketahanan terhadap karat sangat diperlukan diperlukan.

Type Analysis of Stainless Type 316:Carbon 0.08% max. Silicon 1.00% max.Manganese 2.00% max. Chromium 16.00-18.00%Phosphorus 0.045% max. Nickel 10.00-14.00%Sulfur 0.030% max. Molybdenum 2.00-3.00%

Jenis lain dari Stainless Steel :

A. Austenitik:Type Austenitic Stainless Steel ini mempunyai kandungan Chromium (Cr)

tinggi yaitu 16% - 26 % dan mengandung paling sedikitnya 8 % Nickel (Ni). Jenis Baja ini paling umum dipakai dalam dunia industri.

1. Tipe 301 mengandung kurang kromium dan nikel dari tipe 302 .2. Type 302 adalah jenis dasar dari seri 300, 18% kelompok nikel chromium- 8%. Ini

adalah terkenal dengan tipe 1883. Tipe 303 mengandung fosfor dan sulfur untuk mesin agar memiliki ketahanan

yang lebih baik. Namun, ketahanan terhadap korosinya sedikit lebih rendah dari 302/304

4. Jenis 303Se mengandung Se dan P ditambahkan untuk meningkatkan machinability.

5. Tipe 305memiliki kandungan nikel yang cukup tinngi untuk menurunkan pekerjaan pengerasan properti.

6. Jenis 309309Shave menambahkan kromium dan nikel untuk ketahanan korosi lebih dan suhu tinggi. 309S mengandung sedikit karbon untuk meminimalkan presipitasi karbida.

7. Tipe 310310Shave kandungan nikel yang lebih tinggi daripada 309309S. 310S mengandung karbon kurang dari tipe 310 untuk meminimalkan presipitasi karbida.

8. Tipe 321 mengandung titanium untuk mengikat karbon.

9.  Tipe 330 mengandung ultra-nikel yang tinggi memberikan ketahanan korosi terbaik untuk sebagian besar furnace. Tipe ini memiliki koefisien ekspansi rendah, daktilitas yang sangat baik dan kekuatan yang tinggi.

10. Ketik 347-348 memiliki columbium tantalum yang ditambahkan untuk mengikat karbon dan menghindari kromium karbida. Digunakan untuk suhu 800 sampai 1650 derajat F.

 B. Feritik:Type Ferritic Stainless Steel ini mempunyai kandungan Chromium (Cr) tinggi

yaitu 12% - 30 %. Umumnya Chromium (Cr) yang sering dipakai adalah 16% - 18%, karena memiliki ketahanan korosi yang lebih baik serta lebih murah daripada Austenitic Stainless Steel karena tidak mengandung Nikel (Ni). Adapu mikrostruktur seperti yang terlihat pada gmbar dibawah ini.

Sifat Ferritic Stainless Steel Weldabilitynya sangat rendah, hal ini dipengaruhi oleh percepatan karbida yang terjadi pada batas butir, akibatnya weld akan rapuh dan mengurangi ketahanan korosinya. Selanjutnya keretakan dapat terjadi pada Weld Metal bila menjadi dingin.

1. Ketik 405 mengandung 12% kromium dengan aluminium yang ditambahkan untuk mencegah pengerasan.

2. Type 430 adalah tipe dasar dalam kelompok feritik, memiliki daktilitas yang baik dan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi atmosfer. Resistensi skala yang lebih tinggi dari 302 dalam pelayanan intermiten.

3. Ketik 430F430Sehave sulfur dan selenium (masing-masing) ditambahkan untuk meningkatkan machinability.

4. Ketik 442 telah menambahkan kromium untuk meningkatkan ketahanan terhadap scaling.

5. Tipe 446 memiliki kandungan kromium masih lebih tinggi (27%). Paduan dengan lebih dari 30% kromium tidak cocok untuk proses.

 C. Martensit:

Type Martensitic Stainless Steel ini mempunyai kandungan Chromium (Cr) yaitu 12% - 30 %. Mereka memiliki kandungan Karbon (C) yang lebih tinggi daripada Ferritic Stainless Steel yang membuat mereka dapat diperkeras,berbeda dengan Ferritic dan Austenitic Stainless Steel. Type Stainless Steel ini dipakai karena kekuatan mekanikalnya dan ketahanan korosinya. Sifat dari material ini mempunyai weldability yang rendah, karena terdapat daerah yang keras dan rapuh pada logam induknya.

1. Type 410 adalah jenis Martensitic dasar. Ini adlah kromium stainless steel umum yang bertujuan untuk mencegah korosi dan tahan terhadap panas tinggi. Tipe ini dapat dikeraskan dengan perlakuan termal untuk berbagai sifat mekanik.

2. Tipe 403 adalah baja berkualitas tinggi yang khusus dibuat untuk pisau dan ember untuk turbin uap dan jetengine kompresor. Kelas ini sungguh cocok untuk bagian yang bertekanan tinggi.

3. Tipe 416416Se modifikasi tipe 410, menjadi mesin bebas, nonseizing, nongalling paduan. Properti ini diperoleh dengan penambahan belerang atau selenium Type 410.

4. Tipe 420 adalah kromium stainless steel yang memiliki ketahanan korosi. Tipe 420 adalah magnetic material.

5. Tipe 431 adalah bantalan nikel (1.252.00%) kromium stainless steel yang dapat dipanaskan untuk mendapatkan sifat mekanik yang tinggi. Merupakan magnetik material di segala kondisi penggunaan. tipe ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik untuk stainless steel jenis 410, 416, 420, 430 .

D. Kelompok Stainless Steel Duplex:

   Duplex Stainless Steel ini mempunyai struktur Ferritic – Austenitic dengan komposisi yang seimbang (50-50). Kandungan Chromiumnya berkisar 12% - 26%. Sifat dari material ini mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi dan tahan terhadap Stress Corrosion Cracking yang disebabkan oleh adanya Chlorida.Hasilnya adalah sebuah kekuatan yang tinggi, sangat tahan terhadap

korosi. Direkomendasikan pada suhu -50 sampai dengan +300 ° C. Biasanya di sebut UNS, sebagai merk dagang. Beberapa type antara lain adalah:

1. UNS S31803    Ini merupakan kelas duplex type yang paling banyak di gunakan. Komposisinya adalah: 0,03% maksimum Carbon, 22% Chrome, 5,5% Nikel, dan 0,15 Nitrogen.

2. UNS S32750    Type duplex yang rendah menurut sifat mirip dengan type 316, tapi dua kali lipat kekuatan tariknya. Komposisinya adalah: 0,03% carbon, 23% Chrome, 4% Nikel dan 0,1% adalah Nitrogen.

3. UNS S32750    Ini merupakan type super untuk kelompok duplex, ketahanan terhadap korosi yang meningkat. Komposisi dari type ini adalah: 0,03% maksimum Carbon, 25% Chrome, 7% Nikel, 4% Molibdenum dan 0,028 nitrogen. 

E. Precipitation hardening Stainless Steel :Precipitation hardening Stainless Steel  adalah Stainless Steel  yang keras

dan kuat akibat dari dibentuknya suatu presipitat ( endapan ) dalam struktur mikro logam. Sehingga gerakan deformasi menjadi terhambat dan memper kua ( Ti ) ,Niobium (Nb) dan alumunium. Proses penguatannya terjadi pada saat pengerjaan dingin ( cold work) .

DAFTAR PUATAKA

Abi. 2014 . Diakses dari http://www.abi-blog.com/2014/04/pengertian-macam-jenis-dan-karakter-stainless-steel.htm . Diakses tanggal 21 Desember 2014.

Centro Inox.2007.Stainless Steel : table of techinical Properties second edition . Luxemburg : Euro Inox.

Indra Aqmarina, dkk.2008. Stainles Steel. Bogaor : Teknk pertanian Fakultas teknologi pertanian ,IPB.

Zamil, Farid Moch. Welding Article Stainless Steel & Sifat Weldability . Surabaya :PT. Dinamika Energitama Nusantara (DEN) .