Baja tahan karat (Stainless Steel)adalah singkatan dari baja tahan asam tahan karat, dan mutu baja yang tahan terhadap media korosif lemah seperti udara, uap, air, atau memiliki sifat tahan karat disebut baja tahan karat.
Istilah "baja tahan karat" tidak hanya merujuk pada satu jenis baja tahan karat, tetapi merujuk pada lebih dari seratus jenis baja tahan karat industri, yang masing-masing memiliki kinerja baik di bidang aplikasi spesifiknya.
Semuanya mengandung 17 hingga 22% kromium, dan kualitas baja yang lebih baik juga mengandung nikel. Penambahan molibdenum dapat meningkatkan korosi atmosferik, terutama ketahanan terhadap korosi di atmosfer yang mengandung klorida.
Tiga. Klasifikasi baja tahan karat
1. Apa itu baja tahan karat dan baja tahan asam?
Jawaban: Baja tahan karat adalah singkatan dari baja tahan asam, yang tahan terhadap media korosif lemah seperti udara, uap, air, atau baja tahan karat. Baja tahan karat disebut baja tahan asam.
Karena perbedaan komposisi kimia keduanya, ketahanan korosinya pun berbeda. Baja tahan karat biasa umumnya tidak tahan terhadap korosi kimia, sementara baja tahan asam umumnya tahan karat.
2. Bagaimana mengklasifikasikan baja tahan karat?
Jawaban: Berdasarkan keadaan organisasinya, baja ini dapat dibagi menjadi baja martensit, baja feritik, baja austenitik, baja tahan karat austenitik-feritik (dupleks), dan baja tahan karat pengerasan presipitasi.
(1) Baja martensit: kekuatan tinggi, tetapi plastisitas dan kemampuan lasnya buruk.
Baja tahan karat martensit yang umum digunakan adalah 1Cr13, 3Cr13, dll., karena kandungan karbonnya yang tinggi, baja ini memiliki kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus yang tinggi, tetapi ketahanan korosinya agak rendah, sehingga digunakan untuk mendapatkan sifat mekanik dan ketahanan korosi yang tinggi. Beberapa komponen umum diperlukan, seperti pegas, bilah turbin uap, katup tekan hidrolik, dll.
Jenis baja ini digunakan setelah proses pendinginan dan penempaan, sedangkan proses pemanasan diperlukan setelah penempaan dan pencetakan.
(2) Baja feritik: 15% hingga 30% kromium. Ketahanan korosi, ketangguhan, dan kemampuan lasnya meningkat seiring dengan peningkatan kandungan kromium, dan ketahanannya terhadap korosi tegangan klorida lebih baik daripada jenis baja tahan karat lainnya, seperti Cr17, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28, dll.
Karena kandungan kromiumnya yang tinggi, ketahanan korosi dan oksidasinya relatif baik, tetapi sifat mekanik dan sifat prosesnya buruk. Baja ini banyak digunakan untuk struktur tahan asam dengan tegangan rendah dan sebagai baja anti-oksidasi.
Baja jenis ini tahan terhadap korosi atmosfer, asam nitrat, dan larutan garam, serta memiliki karakteristik ketahanan oksidasi suhu tinggi yang baik dan koefisien ekspansi termal yang rendah. Baja ini digunakan dalam peralatan pabrik asam nitrat dan makanan, dan juga dapat digunakan untuk membuat komponen yang beroperasi pada suhu tinggi, seperti komponen turbin gas, dll.
(3) Baja austenitik: Mengandung lebih dari 18% kromium, serta sekitar 8% nikel dan sedikit molibdenum, titanium, nitrogen, dan unsur lainnya. Kinerja keseluruhannya baik, tahan terhadap korosi oleh berbagai media.
Umumnya, perlakuan larutan diadopsi, yaitu baja dipanaskan hingga 1050-1150 ° C, dan kemudian didinginkan dengan air atau udara untuk mendapatkan struktur austenit fase tunggal.
(4) Baja tahan karat austenitik-feritik (dupleks): Baja ini memiliki keunggulan baja tahan karat austenitik dan feritik, serta memiliki superplastisitas. Austenit dan ferit masing-masing menyumbang sekitar setengah dari baja tahan karat.
Pada kandungan C rendah, kandungan Cr berkisar antara 18% hingga 28%, dan kandungan Ni berkisar antara 3% hingga 10%. Beberapa baja juga mengandung unsur paduan seperti Mo, Cu, Si, Nb, Ti, dan N.
Baja jenis ini memiliki karakteristik baja tahan karat austenitik dan feritik. Dibandingkan dengan ferit, baja ini memiliki plastisitas dan ketangguhan yang lebih tinggi, tidak mudah getas pada suhu ruang, meningkatkan ketahanan korosi intergranular dan kinerja pengelasan secara signifikan, sekaligus mempertahankan sifat besi. Baja tahan karat bodi bersifat getas pada suhu 475°C, memiliki konduktivitas termal yang tinggi, dan memiliki karakteristik superplastisitas.
Dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik, baja ini memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan ketahanan yang jauh lebih baik terhadap korosi intergranular dan korosi tegangan klorida. Baja tahan karat dupleks memiliki ketahanan korosi pitting yang sangat baik dan juga merupakan baja tahan karat yang hemat nikel.
(5) Baja tahan karat pengerasan presipitasi: matriksnya adalah austenit atau martensit, dan mutu baja tahan karat pengerasan presipitasi yang umum digunakan adalah O4Cr13Ni8Mo2Al, dll. Baja tahan karat ini dapat dikeraskan (diperkuat) dengan pengerasan presipitasi (juga dikenal sebagai pengerasan usia).
Berdasarkan komposisinya, baja ini dibagi menjadi baja tahan karat kromium, baja tahan karat kromium-nikel, dan baja tahan karat kromium mangan nitrogen.
(1) Baja tahan karat kromium memiliki ketahanan korosi tertentu (asam pengoksidasi, asam organik, kavitasi), ketahanan panas, dan ketahanan aus, dan umumnya digunakan sebagai material peralatan untuk pembangkit listrik, bahan kimia, dan minyak bumi. Namun, kemampuan lasnya buruk, sehingga perlu diperhatikan proses pengelasan dan kondisi perlakuan panasnya.
(2) Selama pengelasan, baja tahan karat kromium-nikel mengalami pemanasan berulang untuk mengendapkan karbida, yang akan mengurangi ketahanan korosi dan sifat mekanik.
(3) Kekuatan, keuletan, ketangguhan, kemampuan bentuk, kemampuan las, ketahanan aus dan ketahanan korosi baja tahan karat kromium-mangan baik.
Masalah sulit dalam pengelasan baja tahan karat dan pengenalan penggunaan material dan peralatan
1. Mengapa pengelasan baja tahan karat sulit?
Jawaban: (1) Sensitivitas panas baja tahan karat relatif kuat, dan waktu tinggal dalam kisaran suhu 450-850 ° C sedikit lebih lama, dan ketahanan korosi las dan zona yang terkena panas akan berkurang secara serius;
(2) rentan terhadap retakan termal;
(3) Perlindungan yang buruk dan oksidasi suhu tinggi yang parah;
(4) Koefisien ekspansi linier besar, dan mudah menghasilkan deformasi pengelasan yang besar.
2. Tindakan teknologi efektif apa yang dapat diambil untuk pengelasan baja tahan karat austenitik?
Jawaban: (1) Pilih bahan las secara ketat sesuai dengan komposisi kimia logam dasar;
(2) Pengelasan cepat dengan arus kecil, energi saluran kecil mengurangi masukan panas;
(3) Kawat las berdiameter tipis, batang las, tidak berayun, pengelasan multi-lapisan multi-lintasan;
(4) Pendinginan paksa pada lapisan las dan zona yang terkena panas untuk mengurangi waktu tinggal pada suhu 450-850°C;
(5) Perlindungan argon di bagian belakang las TIG;
(6) Lasan yang bersentuhan dengan media korosif dilas secara tuntas;
(7) Perlakuan pasivasi pada sambungan las dan zona yang terkena panas.
3. Mengapa kita harus memilih kawat las dan elektroda seri 25-13 untuk pengelasan baja tahan karat austenitik, baja karbon, dan baja paduan rendah (pengelasan baja berbeda)?
Jawab: Pengelasan sambungan las baja yang tidak sama yang menghubungkan baja tahan karat austenitik dengan baja karbon dan baja paduan rendah, logam endapan las harus menggunakan kawat las seri 25-13 (309, 309L) dan batang las (Austenitik 312, Austenitik 307, dll.).
Jika bahan habis pakai las baja tahan karat lainnya digunakan, struktur martensit dan retakan dingin akan muncul pada garis fusi di sisi baja karbon dan baja paduan rendah.
4. Mengapa kawat las baja tahan karat padat menggunakan gas pelindung 98%Ar+2%O2?
Jawaban: Selama pengelasan MIG pada kawat baja tahan karat padat, jika gas argon murni digunakan sebagai pelindung, tegangan permukaan kolam lelehan akan tinggi, dan lasan akan terbentuk dengan buruk, menunjukkan bentuk las "bungkuk". Penambahan 1 hingga 2% oksigen dapat mengurangi tegangan permukaan kolam lelehan, dan menghasilkan sambungan las yang halus dan indah.
5. Mengapa permukaan kawat las baja tahan karat padat hasil las MIG berubah menjadi hitam? Bagaimana cara mengatasi masalah ini?
Jawaban: Kecepatan pengelasan MIG untuk kawat las baja tahan karat padat relatif cepat (30-60 cm/menit). Ketika nosel gas pelindung telah mencapai area kolam lelehan depan, lapisan las masih dalam kondisi panas membara pada suhu tinggi, yang mudah teroksidasi oleh udara, dan oksida terbentuk di permukaan. Hasil las berwarna hitam. Metode pasivasi pengawetan dapat menghilangkan lapisan hitam dan mengembalikan warna asli permukaan baja tahan karat.
6. Mengapa kawat las baja tahan karat padat perlu menggunakan catu daya berdenyut untuk mencapai transisi jet dan pengelasan bebas percikan?
Jawaban: Saat pengelasan MIG kawat baja tahan karat padat, kawat las φ1,2, ketika arus I ≥ 260 ~ 280A, transisi jet dapat terwujud; tetesan adalah transisi hubung singkat dengan nilai kurang dari ini, dan percikannya besar, umumnya tidak disarankan.
Hanya dengan menggunakan catu daya MIG dengan pulsa, tetesan pulsa dapat bertransisi dari spesifikasi kecil ke spesifikasi besar (pilih nilai minimum atau maksimum sesuai dengan diameter kawat), pengelasan bebas percikan.
7. Mengapa kawat las baja tahan karat berinti fluks dilindungi oleh gas CO2, bukan catu daya berdenyut?
Jawab: Saat ini, kawat las baja tahan karat berinti fluks umum digunakan (seperti 308, 309, dll.). Rumus fluks pengelasan dalam kawat las dikembangkan berdasarkan reaksi kimia metalurgi pengelasan di bawah perlindungan gas CO2. Oleh karena itu, secara umum, tidak diperlukan catu daya las busur berdenyut (Catu daya dengan pulsa pada dasarnya perlu menggunakan gas campuran). Jika ingin memasuki transisi tetesan terlebih dahulu, dapat juga menggunakan catu daya pulsa atau model pengelasan berpelindung gas konvensional dengan pengelasan gas campuran.
Waktu posting: 24-Mar-2023