Baja tahan karat (Stainless Steel)Stainless steel adalah singkatan dari stainless acid-resistant steel, dan jenis baja yang tahan terhadap media korosif lemah seperti udara, uap, air, atau memiliki sifat tahan karat disebut stainless steel.
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 yang baik di bidang aplikasi spesifiknya."
Semua jenis baja tersebut mengandung 17 hingga 22% kromium, dan jenis baja yang lebih baik juga mengandung nikel. Penambahan molibdenum dapat lebih meningkatkan ketahanan terhadap korosi atmosfer, terutama ketahanan terhadap korosi di atmosfer yang mengandung klorida.
I. Klasifikasi baja tahan karat
1. Apa itu baja tahan karat dan baja tahan asam?
Jawaban: Stainless steel adalah singkatan dari stainless acid-resistant steel, yang tahan terhadap media korosif lemah seperti udara, uap, air, atau baja tahan karat. Baja tahan karat yang terkorosi disebut baja tahan asam.
Karena perbedaan komposisi kimia keduanya, ketahanan korosinya pun berbeda. Baja tahan karat biasa umumnya tidak tahan terhadap korosi media kimia, sedangkan baja tahan asam umumnya tahan terhadap korosi.
2. Bagaimana cara mengklasifikasikan baja tahan karat?
Jawaban: Berdasarkan struktur organisasinya, baja tahan karat dapat dibagi menjadi baja martensit, baja ferit, baja austenitik, baja tahan karat austenitik-feritik (dupleks), dan baja tahan karat pengerasan presipitasi.
(1) Baja martensit: kekuatan tinggi, tetapi plastisitas dan kemampuan pengelasannya buruk.
Jenis baja tahan karat martensitik yang umum digunakan adalah 1Cr13, 3Cr13, dan lain-lain. Karena kandungan karbonnya yang tinggi, baja ini memiliki kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus yang tinggi, tetapi ketahanan korosinya agak buruk. Baja ini digunakan untuk beberapa komponen umum yang membutuhkan sifat mekanik dan ketahanan korosi yang tinggi, seperti pegas, bilah turbin uap, katup tekan hidrolik, dan lain-lain.
Jenis baja ini digunakan setelah proses pendinginan dan penempaan, dan proses anil diperlukan setelah penempaan dan pencetakan.
(2) Baja feritik: 15% hingga 30% kromium. Ketahanan korosi, ketangguhan, dan kemampuan pengelasannya meningkat seiring dengan peningkatan kandungan kromium, dan ketahanannya terhadap korosi tegangan klorida lebih baik daripada jenis baja tahan karat lainnya, seperti Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28, dll.
Karena kandungan kromiumnya yang tinggi, ketahanan korosi dan ketahanan oksidasinya relatif baik, tetapi sifat mekanik dan sifat prosesnya buruk. Baja ini sebagian besar digunakan untuk struktur tahan asam dengan sedikit tekanan dan sebagai baja anti-oksidasi.
Jenis baja ini dapat menahan korosi dari atmosfer, asam nitrat, dan larutan garam, serta memiliki karakteristik ketahanan oksidasi suhu tinggi yang baik dan koefisien ekspansi termal yang kecil. Baja ini digunakan dalam peralatan pabrik asam nitrat dan makanan, dan juga dapat digunakan untuk membuat komponen yang bekerja pada suhu tinggi, seperti komponen turbin gas, dll.
(3) Baja austenitik: Mengandung lebih dari 18% kromium, dan juga mengandung sekitar 8% nikel dan sejumlah kecil molibdenum, titanium, nitrogen dan unsur lainnya. Kinerja keseluruhan yang baik, tahan terhadap korosi oleh berbagai media.
Secara umum, perlakuan larutan diterapkan, yaitu baja dipanaskan hingga 1050-1150 °C, kemudian didinginkan dengan air atau udara untuk mendapatkan struktur austenit fase tunggal.
(4) Baja tahan karat austenitik-feritik (dupleks): Memiliki keunggulan baja tahan karat austenitik dan feritik, serta memiliki superplastisitas. Austenit dan ferit masing-masing menyumbang sekitar setengah dari baja tahan karat.
Pada kasus kandungan C rendah, kandungan Cr adalah 18% hingga 28%, dan kandungan Ni adalah 3% hingga 10%. Beberapa baja juga mengandung unsur paduan seperti Mo, Cu, Si, Nb, Ti, dan N.
Jenis baja ini memiliki karakteristik baja tahan karat austenitik dan feritik. Dibandingkan dengan ferit, baja ini memiliki plastisitas dan ketangguhan yang lebih tinggi, tidak rapuh pada suhu ruang, ketahanan korosi intergranular dan kinerja pengelasan yang jauh lebih baik, sambil tetap mempertahankan sifat baja tahan karat inti besi yang rapuh pada suhu 475°C, memiliki konduktivitas termal yang tinggi, dan memiliki karakteristik superplastisitas.
Dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik, baja tahan karat dupleks memiliki kekuatan 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 hemat nikel.
(5) Baja tahan karat pengerasan presipitasi: matriksnya adalah austenit atau martensit, dan jenis baja tahan karat pengerasan presipitasi yang umum digunakan adalah 04Cr13Ni8Mo2Al dan sebagainya. Ini adalah baja tahan karat yang dapat dikeraskan (diperkuat) dengan pengerasan presipitasi (juga dikenal sebagai pengerasan penuaan).
Berdasarkan komposisinya, baja tahan karat 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 bahan peralatan untuk pembangkit listrik, kimia, dan perminyakan. Namun, kemampuan pengelasannya buruk, dan perlu diperhatikan proses pengelasan dan kondisi perlakuan panas.
(2) Selama pengelasan, baja tahan karat kromium-nikel mengalami pemanasan berulang sehingga terjadi pengendapan 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 adalah baik.
II. Masalah-masalah sulit dalam pengelasan baja tahan karat dan pengenalan penggunaan bahan 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 liniernya besar, dan mudah menghasilkan deformasi pengelasan yang besar.
2. Langkah-langkah teknologi efektif apa yang dapat diambil untuk pengelasan baja tahan karat austenitik?
Jawaban: (1) Pilihlah bahan las secara ketat berdasarkan komposisi kimia logam dasar;
(2) Pengelasan cepat dengan arus kecil, energi garis kecil mengurangi masukan panas;
(3) Kawat las berdiameter tipis, batang las, tanpa ayunan, pengelasan multi-lapisan multi-lintasan;
(4) Pendinginan paksa pada sambungan 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 akhirnya dilas;
(7) Perlakuan pasivasi pada sambungan las dan zona yang terkena panas.
3. Mengapa kita harus memilih kawat dan elektroda las seri 25-13 untuk pengelasan baja tahan karat austenitik, baja karbon, dan baja paduan rendah (pengelasan baja berbeda)?
Jawaban: Pengelasan sambungan las baja berbeda jenis 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 pengelasan 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 kawat baja tahan karat padat, jika gas argon murni digunakan sebagai pelindung, tegangan permukaan kolam lelehan tinggi, dan hasil las kurang baik, menunjukkan bentuk las "punuk". Penambahan oksigen 1 hingga 2% dapat mengurangi tegangan permukaan kolam lelehan, dan hasil las menjadi halus dan bagus.
5. Mengapa permukaan hasil pengelasan MIG kawat las baja tahan karat padat menjadi hitam? Bagaimana cara mengatasi masalah ini?
Jawaban: Kecepatan pengelasan MIG pada kawat las baja tahan karat padat relatif cepat (30-60 cm/menit). Ketika nosel gas pelindung telah mencapai area kolam lelehan di bagian depan, sambungan las masih dalam keadaan panas membara dengan suhu tinggi, yang mudah teroksidasi oleh udara, dan oksida terbentuk di permukaan. Hasil las menjadi hitam. Metode pasivasi dengan pengasaman dapat menghilangkan lapisan hitam dan mengembalikan warna permukaan asli baja tahan karat.
6. Mengapa kawat las baja tahan karat padat perlu menggunakan catu daya pulsa untuk mencapai transisi jet dan pengelasan tanpa percikan?
Jawaban: Saat pengelasan MIG kawat baja tahan karat padat, kawat las φ1.2, ketika arus I ≥ 260 ~ 280A, transisi jet dapat direalisasikan; tetesan merupakan transisi korsleting dengan nilai di bawah ini, dan percikannya besar, umumnya tidak disarankan.
Hanya dengan menggunakan catu daya MIG dengan pulsa, tetesan pulsa dapat beralih 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 inti fluks dilindungi oleh gas CO2 dan bukan oleh catu daya pulsa?
Jawaban: Saat ini, kawat las baja tahan karat inti fluks yang umum digunakan (seperti 308, 309, dll.), formula fluks las dalam kawat las dikembangkan sesuai dengan reaksi metalurgi kimia pengelasan di bawah perlindungan gas CO2, sehingga secara umum, tidak diperlukan catu daya pengelasan busur pulsa (catu daya dengan pulsa pada dasarnya perlu menggunakan gas campuran). Jika Anda ingin melakukan transisi tetesan terlebih dahulu, Anda juga dapat menggunakan catu daya pulsa atau model pengelasan berpelindung gas konvensional dengan pengelasan gas campuran.
Waktu posting: 24 Maret 2023