Dalam metalurgi, baja tahan karat adalah paduan baja dengan setidaknya 10,5% kromium dengan atau tanpa unsur paduan lainnya dan maksimum 1,2% karbon berdasarkan massa.Baja tahan karat, juga dikenal sebagai baja inox atau inox dari bahasa Perancis inoxydable (tidak dapat dioksidasi), adalahpaduan bajayang sangat terkenal karena ketahanannya terhadap korosi, yang meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan kromium.Ketahanan terhadap korosi juga dapat ditingkatkan dengan penambahan nikel dan molibdenum.Ketahanan paduan logam ini terhadap efek kimiawi zat korosif didasarkan pada pasivasi.Agar pasivasi dapat terjadi dan tetap stabil, paduan Fe-Cr harus memiliki kandungan kromium minimum sekitar 10,5% berat, di atas mana kepasifan dapat terjadi dan di bawahnya tidak mungkin terjadi.Kromium dapat digunakan sebagai elemen pengerasan dan sering digunakan dengan elemen pengerasan seperti nikel untuk menghasilkan sifat mekanik yang unggul.

Baja Tahan Karat Dupleks

Sesuai dengan namanya, baja tahan karat dupleks adalah kombinasi dari dua jenis paduan utama.Paduan ini mempunyai struktur mikro campuran austenit dan ferit, tujuannya biasanya adalah untuk menghasilkan campuran 50/50, meskipun, dalam paduan komersial, rasionya mungkin 40/60.Ketahanan korosinya mirip dengan baja tahan karat austenitik, namun ketahanannya terhadap korosi tegangan (terutama terhadap retak korosi tegangan klorida), kekuatan tarik, dan kekuatan luluh (kira-kira dua kali kekuatan luluh baja tahan karat austenitik) umumnya lebih unggul dibandingkan baja tahan karat austenitik. nilai.Dalam baja tahan karat dupleks, karbon dijaga pada tingkat yang sangat rendah (C<0,03%).Kandungan kromium berkisar antara 21,00 hingga 26,00%, kandungan nikel berkisar antara 3,50 hingga 8,00%, dan paduan ini mungkin mengandung molibdenum (hingga 4,50%).Ketangguhan dan keuletan umumnya berada di antara tingkat austenitik dan feritik.Nilai duplex biasanya dibagi menjadi tiga subkelompok berdasarkan ketahanan korosinya: lean duplex, standard duplex, dan superduplex.Baja superduplex memiliki kekuatan dan ketahanan yang lebih baik terhadap segala bentuk korosi dibandingkan dengan baja austenitik standar.Kegunaan umum meliputi aplikasi kelautan, pabrik petrokimia, pabrik desalinasi, penukar panas, dan industri pembuatan kertas.Saat ini, industri minyak dan gas adalah pengguna terbesar dan telah mendorong penggunaan grade yang lebih tahan korosi, sehingga mengarah pada pengembangan baja superduplex.

Ketahanan baja tahan karat terhadap efek kimiawi bahan korosif didasarkan pada pasivasi.Agar pasivasi dapat terjadi dan tetap stabil, paduan Fe-Cr harus memiliki kandungan kromium minimum sekitar 10,5% berat, di atas mana kepasifan dapat terjadi dan di bawahnya tidak mungkin terjadi.Kromium dapat digunakan sebagai elemen pengerasan dan sering digunakan dengan elemen pengerasan seperti nikel untuk menghasilkan sifat mekanik yang unggul.

Baja Tahan Karat Dupleks – SAF 2205 – 1,4462

Baja tahan karat dupleks yang umum adalah SAF 2205 (merek dagang milik Sandvik untuk baja tahan karat dupleks (feritik-austenitik) 22Cr), yang biasanya mengandung 22% kromium dan 5% nikel.Ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dan kekuatan tinggi, 2205 adalah baja tahan karat dupleks yang paling banyak digunakan.Penerapan SAF 2205 ada pada industri berikut:

• Transportasi, penyimpanan, dan pengolahan bahan kimia
• Peralatan pemrosesan
• Klorida tinggi dan lingkungan laut
• Eksplorasi minyak dan gas
• Mesin kertas

Sifat Baja Tahan Karat Dupleks

Sifat material adalah sifat intensif, yang berarti sifat tersebut tidak bergantung pada jumlah massa dan dapat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dalam sistem setiap saat.Ilmu material melibatkan mempelajari struktur material dan menghubungkannya dengan sifat-sifatnya (mekanik, listrik, dll.).Setelah ilmuwan material mengetahui tentang korelasi struktur-properti ini, mereka kemudian dapat mempelajari kinerja relatif suatu material dalam aplikasi tertentu.Penentu utama struktur suatu bahan dan sifat-sifatnya adalah unsur-unsur kimia penyusunnya dan bagaimana bahan tersebut diproses menjadi bentuk akhirnya.

Sifat Mekanik Baja Tahan Karat Dupleks

Bahan sering dipilih untuk berbagai aplikasi karena mempunyai kombinasi karakteristik mekanik yang diinginkan.Untuk aplikasi struktural, sifat material sangat penting dan para insinyur harus memperhitungkannya.

Kekuatan Baja Tahan Karat Dupleks

Dalam mekanika material,kekuatan suatu bahanadalah kemampuannya untuk menahan beban yang diterapkan tanpa kegagalan atau deformasi plastis.Kekuatan material mempertimbangkan hubungan antara beban eksternal yang diterapkan pada suatu material dan deformasi yang diakibatkannya atau perubahan dimensi material.Kekuatan suatu material adalah kemampuannya menahan beban yang diterapkan tanpa kegagalan atau deformasi plastis.

Kekuatan tekanan maksimum

Kekuatan tarik tertinggi baja tahan karat dupleks – SAF 2205 adalah 620 MPa.

Itukekuatan tekanan maksimumadalah maksimum pada teknikkurva tegangan-regangan.Hal ini sesuai dengan tegangan maksimum yang ditahan oleh suatu struktur dalam keadaan tarik.Kekuatan tarik tertinggi sering disingkat menjadi “kekuatan tarik” atau “kekuatan tertinggi”.Jika tekanan ini diterapkan dan dipertahankan, maka akan terjadi patah tulang.Seringkali, nilai ini jauh lebih tinggi daripada tegangan luluh (50 hingga 60 persen lebih besar dibandingkan tegangan luluh untuk beberapa jenis logam).Ketika material ulet mencapai kekuatan maksimumnya, material tersebut mengalami necking dimana luas penampang berkurang secara lokal.Kurva tegangan-regangan tidak mengandung tegangan yang lebih tinggi dari kekuatan ultimit.Meskipun deformasi dapat terus meningkat, tegangan biasanya menurun setelah mencapai kekuatan ultimat.Ini adalah properti intensif;oleh karena itu, nilainya tidak bergantung pada ukuran benda uji.Namun, hal ini bergantung pada faktor lain, seperti persiapan spesimen, ada atau tidaknya cacat permukaan, dan suhu lingkungan dan bahan pengujian.Kekuatan tarik utama bervariasi dari 50 MPa untuk aluminium hingga 3000 MPa untuk baja berkekuatan sangat tinggi.

Kekuatan Hasil

Kekuatan luluh baja tahan karat dupleks – SAF 2205 adalah 440 MPa.

Itutitik hasiladalah poin pada akurva tegangan-reganganyang menunjukkan batas perilaku elastis dan perilaku plastis awal.Kekuatan luluh atau tegangan luluh adalah sifat material yang didefinisikan sebagai tegangan yang menyebabkan suatu material mulai mengalami deformasi plastis.Sebaliknya, titik leleh adalah titik dimulainya deformasi nonlinier (elastis + plastis).Sebelum titik leleh, material akan berubah bentuk secara elastis dan kembali ke bentuk aslinya ketika tegangan yang diberikan dihilangkan.Setelah titik leleh terlewati, sebagian deformasi akan bersifat permanen dan tidak dapat dibalik.Beberapa baja dan material lainnya menunjukkan perilaku yang disebut fenomena titik luluh.Kekuatan hasil bervariasi dari 35 MPa untuk aluminium berkekuatan rendah hingga lebih dari 1400 MPa untuk baja berkekuatan tinggi.

Modulus Elastisitas Young

Modulus elastisitas Young baja tahan karat dupleks – SAF 2205 adalah 200 GPa.

Modulus elastisitas Youngadalah modulus elastisitas untuk tegangan tarik dan tekan dalam rezim elastisitas linier dari deformasi uniaksial dan biasanya dinilai dengan uji tarik.Hingga tegangan maksimum, suatu benda akan dapat memulihkan dimensinya dengan menghilangkan beban.Tegangan yang diterapkan menyebabkan atom-atom dalam kristal berpindah dari posisi setimbangnya, dan sebagainyaatomdipindahkan dengan jumlah yang sama dan mempertahankan geometri relatifnya.Ketika tegangan dihilangkan, semua atom kembali ke posisi semula, dan tidak terjadi deformasi permanen.Berdasarkanhukum Hooke, tegangan sebanding dengan regangan (di daerah elastis), dan kemiringannya adalah modulus Young.Modulus Young sama dengan tegangan longitudinal dibagi regangan.

Kekerasan Baja Tahan Karat Dupleks

Kekerasan Brinell dari baja tahan karat dupleks – SAF 2205 adalah sekitar 217 MPa.

Dalam ilmu material,kekerasanadalah kemampuan menahan lekukan permukaan (deformasi plastis lokal) dan goresan.Kekerasan mungkin merupakan sifat material yang paling sulit didefinisikan karena dapat mengindikasikan ketahanan terhadap goresan, abrasi, lekukan, atau bahkan ketahanan terhadap pembentukan atau deformasi plastis lokal.Kekerasan penting dari sudut pandang teknik karena ketahanan terhadap keausan baik oleh gesekan atau erosi oleh uap, minyak, dan air umumnya meningkat seiring dengan meningkatnya kekerasan.

Uji kekerasan brinelladalah salah satu uji kekerasan lekukan yang dikembangkan untuk pengujian kekerasan.Dalam pengujian Brinell, indentor berbentuk bola yang keras dipaksakan di bawah beban tertentu ke permukaan logam yang akan diuji.Pengujian tipikal menggunakan bola baja keras berdiameter 10 mm (0,39 in) sebagai indentor dengan gaya 3.000 kgf (29,42 kN; 6,614 lbf).Beban dipertahankan konstan untuk waktu tertentu (antara 10 dan 30 detik).Untuk bahan yang lebih lembut, gaya yang digunakan lebih kecil;untuk material yang lebih keras, bola tungsten karbida diganti dengan bola baja.

Pengujian ini memberikan hasil numerik untuk mengukur kekerasan suatu material, yang dinyatakan dengan angka kekerasan Brinell – HB.Angka kekerasan Brinell ditentukan oleh standar pengujian yang paling umum digunakan (ASTM E10-14[2] dan ISO 6506–1:2005) sebagai HBW (H dari kekerasan, B dari Brinell, dan W dari bahan indentor, tungsten (wolfram) karbida).Dalam standar sebelumnya, HB atau HBS digunakan untuk merujuk pada pengukuran yang dilakukan dengan indentor baja.

Angka kekerasan Brinell (HB) adalah beban dibagi luas permukaan lekukan.Diameter cetakan diukur dengan mikroskop dengan skala yang ditumpangkan.Angka kekerasan Brinell dihitung dari persamaan:

Ada berbagai metode pengujian yang umum digunakan (misalnya, Brinell,Ketukan,Vickers, DanRockwell).Terdapat tabel yang menghubungkan angka kekerasan dari berbagai metode pengujian yang menerapkan korelasi.Di semua skala, angka kekerasan yang tinggi mewakili logam keras.

Sifat Termal Baja Tahan Karat Dupleks

Sifat termal bahan mengacu pada respon bahan terhadap perubahannyasuhudan penerapanpanas.Sebagai zat padat yang menyerapenergidalam bentuk panas, suhunya naik, dan dimensinya bertambah.Tetapi bahan yang berbeda bereaksi berbeda terhadap penerapan panas.

Kapasitas panas,ekspansi termal, Dankonduktivitas termalsering kali penting dalam penggunaan praktis padatan.

Titik Leleh Baja Tahan Karat Dupleks

Titik leleh baja tahan karat dupleks – baja SAF 2205 adalah sekitar 1450°C.

Secara umum, leleh merupakan perubahan fasa suatu zat dari fasa padat menjadi cair.Itutitik lebursuatu zat adalah suhu di mana perubahan fasa ini terjadi.Titik leleh juga menentukan kondisi di mana padatan dan cairan dapat berada dalam kesetimbangan.

Konduktivitas Termal Baja Tahan Karat Dupleks

Konduktivitas termal baja tahan karat dupleks – SAF 2205 adalah 19 W/(m.K).

Karakteristik perpindahan panas bahan padat diukur dengan sifat yang disebutkonduktivitas termal, k (atau λ), diukur dalam W/mK Ini mengukur kemampuan suatu zat untuk mentransfer panas melalui suatu bahan dengankonduksi.Perhatikan ituhukum Fourierberlaku untuk semua materi, apapun wujudnya (padat, cair, atau gas).Oleh karena itu, ia juga didefinisikan untuk cairan dan gas.

Itukonduktivitas termalsebagian besar zat cair dan padat bervariasi terhadap suhu, dan untuk uap, hal ini juga bergantung pada tekanan.Secara umum:

Kebanyakan bahan hampir homogen, oleh karena itu kita biasanya dapat menulis k = k (T).Definisi serupa dikaitkan dengan konduktivitas termal pada arah y dan z (ky, kz), tetapi untuk bahan isotropik, konduktivitas termal tidak bergantung pada arah perpindahan, kx = ky = kz = k.