MAKALAH ILMU LOGAM
Post on 08-Apr-2016
637 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
1
BAB I
DEFINISI BAJA TAHAN KARAT
Baja tahan karat merupakan kelompok dari baja paduan yang mempunyai sifat atau
karasterisasi khusus.Ciri umum dari baja tahan karat adalah kadar kromium (Cr) yang tinggi ,
tidak kurang dari 12%.Kromium dengan besi Fe dalam baja membentuk larutan padat atau
solid solution.
Sifat utama dari baja tahan karat adalah ketahanannya yang tinggi terhadap
korosi,mampu membentuk yang baik,ketangguhan yang baik pada temperatur rendah maupun
pada temperatur yang tinggi,disamping memiliki sifat ketangguhan yang tinggi ,mudah
dibentuk dan mampu las tinggi,juga mempunyai ketahanan mulur yang cukup besar pada
temperatur tinggi.
Baja tahan karat mempunyai sifat yang berbeda baik dengan baja karbon maupun dengan
baja paduan rendah, hal ini sangat mempengaruhi sifat mampu lasnya. Jika dilihat dari sifat
fisiknya, koefisien muai baja tahan karat kira-kira 1,5 kali dari baja lunak, dengan demikian
dalam pengelasan baja tahan karat akan mengalami perubahan bentuk yang lebih
besar.Karena sifatnya, maka baja ini banyak digunakan dalam reaktor atom, turbin, mesin jet,
pesawat terbang, alat rumah tangga dan lain-lainnya.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
2
BAB II
PROSES PEMBUATAN
A. Pendahuluan.
Baja karbon adalah material logam yang terbentuk dari unsur utama Fe dan unsur
kedua yang berpengaruh pada sifat‐sifatnya adalah karbon, sedangkan unsur yang lain
berpengaruh menurut prosesentasenya. Baja karbon merupakan salah satu jenis logam
paduan besi karbon terpenting dengan prosentase berat karbon hingga 2,11%. Baja
karbon memiliki kadar C hingga 1.2% dengan Mn 0.30%-0.95%. Elemen-elemen
prosentase maksimum selain bajanya sebagai berikut: 0.60% Silicon, 0.60% Copper.
Fasa-fasa yang terbentuk pada baja karbon :
Ferit (alpha)
Merupakan sel satuan (susunan atom-atom yang paling kecil dan teratur) berupa
Body Centered Cubic (BCC=kubus pusat badan), Ferit ini mempunyai sifat :
magnetis, agak ulet, agak kuat, dll.
Austenit
Merupakan sel satuan yang berupa Face Centered Cubic (FCC =kubus pusat
muka), Austenit ini mempunyai sifat : Non magnetis, ulet, dll.
Sementid (besi karbida)
Merupakan sel satuan yang berupa orthorombik. Sementid ini mempunyai sifat :
keras dan getas.
Perlit
Merupakan campuran fasa ferit dan sementid sehingga mempunyai sifat kuat.
Delta
Merupakan sel satuan yang berupa Body Centered Cubic (BCC=kubus pusat
badan).
B. Bahan baku baja
Karena baja adalah produk yang melalui suatu proses terlebih dahulu, maka ada
material yang harus menjadi bahan baku dalam pembuatannya. Bahan baku untuk
pembuatan baja ini adalah bijih besi. secara umum, ada 3 jenis bijih besi yang umum
digunakan, yaitu: Bijih besi primer,Bijih besi laterit dan Pasir besi.
a) Bijih Besi Primer
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
3
Umumnya berupa bijih hematite (Fe2O3) atau magnetite (Fe3O4) atau campuran
diantara keduanya. Kandungan Fe nya bervariasi (tinggi dan rendah). Jenis bijih
besi primer ini merupakan bahan baku utama untuk memproduksi besi dunia. Di
Indonesia, bijih besi primer ada di Aceh, Sumbar, Bengkulu, Lampung, Kalbar,
Kalsel.
b) Bijih Besi Laterit
Jenis batuan ini berupa goethite dan limonite. Kadar Fe sekitar 40-58% karena
mengandung air kristal. Di Indonesia, terdapat di Pulau Sebuku, Gunung Kukusan
(Kalsel), Pomala, Halmahera, dll.
c) Pasir Besi
Jenis batuannya adalah Titanomagnetite dan bersifat magnet kuat. Kandungan Fe
sekitar 59%. Pengolahan bijih sampai menjadi besi baja secara komersial sudah
dilakukan di New Zealand dan China.
Dengan lokasi yang tersebar di Sumatera, Kalimantan, dan Aceh, namun
sumber bahan baku bijih besi sangat jarang ditambang di Indonesia. Hal ini dikarenakan
kandungan Fe nya kecil dan lokasi bijih mempunyai sedikit cadangan tapi tersebar.
Selain itu juga ditunjang dengan proses pembuatan baja di Indonesia yang tidak
menggunakan blast furnace, sehingga memerlukan bahan baku bijih yang harus diproses
terlebih dahulu.
C. Bagian dari baja karbon
Baja karbon dibagi menjadi tiga bagian yaitu baja karbon rendah, baja karbon
medium, dan baja karbon tinggi.
1. Baja Karbon Rendah (low carbon steel)
Baja karbon rendah adalah logam campuran antara Fe + C dengan komposisi
karbon (C) hanya sebesar kurang dari 0,25% dari masa total logam. Pada logam ini
struktur didominasi oleh ferit dan diikuti oleh sedikit perlit. Baja karbon rendah
mempunyai keuletan yang tinggi dan mudah dimachining, tetapi kekerasannya
rendah dan tidak tahan aus. Baja ini biasa digunakan sebagai :
0,05% – 0,20% C: automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws,
nails.
0,20% – 0,30% C: gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
4
2. Baja Karbon Medium (medium carbon steel)
Baja karbon medium adalah logam campuran antara Fe + C dengan
komposisi karbon (C) sebesar 0,25%-0,55%. Struktur baja ini terdiri dari perlit dan
ferit dengan perbandingan bergantung dengan jumlah karbonnya. Baja karbon
medium memiliki sifat mekanik yang tidak terlalu keras namun tidak terlalu lunak,
lebih kuat dari baja rendah namun tidak sekuat baja tinggi. Sifatnya sulit untuk
dibengkokkan, dilas, dipotong. Baja karbon ini biasa digunakan untuk bahan baku
pembuatan perangkat mesin seperti roda gigi, poros ,dan pori sengkol.
Penggunaannya:
0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits,
screwdrivers.
0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges.
3. Baja KarbonTinggi (high carbon steel)
Baja karbon tinggi merupakan logam campuran antara Fe + C dengan
komposisi karbon (C) sebesar 0,55% – 2%. Struktur baja ini didominasi oleh perlit
dan sedikit semenit. Logan ini memiliki sifat paling kuat,paling getas diantara baja
karbon yang lainnya, sulit dibengkokkan, dilas, dan dipotong. Selain itu baja karbon
ini juga memiliki sifat tahan aus sehingga sering digunakan untuk gergaji, pegas, dan
rel kereta api yang mana membutuhkan kekerasan yang tinggi.
D. Proses Konvertor
Terdiri dari satu tabung yang berbentuk bulat lonjong dengan menghadap kesamping.
Sistem kerja :
Dipanaskan dengan kokas sampai ± 15000C
Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku baja. (± 1/8 dari volume konvertor)
Kembali ditegakkan.
Udara dengan tekanan 1,5 – 2 atm dihembuskan dari kompresor
Setelah 20-25 menit konvertor dijungkirkan untuk mengeluarkan hasilnya.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
5
E. Dapur Baja Oksigen (Proses Bassemer)
Pada dapur baja oksigen dilakukan proses lanjutan dari besi kasar menjadi
baja, yakni dengan membuang sebagian besar karbon dan kotoran-kotoran
(menghilangkan bahan-bahan yang tidak diperlukan) yang masih ada pada besi kasar. Ke
dalam dapur dimasukkan besi bekas, kemudian baru besi kasar, tapi sebagian fabrik baja
banyak yang langsung dari dapur tinggi, sehingga masih dalam keadaan cair langsung
disalurkan ke dapur Oksigen
.
Kemudian, udara (oksigen) yang didinginkan dengan air dan kecepatan tinggi
ditiupkan ke cairan logam. Ini akan bereaksi dengan cepat antara karbon dan kotoran-
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
6
kotoran lain yang akan membentuk terak yang mengapung pada permukaan cairan.
Dapur dimiringkan, maka cairan logam akan keluar melalui saluran yang kemudian
ditampung dalam kereta-kereta tuang.
Untuk mendapatkan spesifikasi baja tertentu, maka ditambahkan campuran
lain sebagai bahan paduan. Hasil penuangan ini dapat langsung dilanjutkan dengan
proses pengerolan untuk mendapatkan bentuk/profil yang diinginkan.
F. Dapur Baja Terbuka (Siemens Martin)
Sama halnya dengan Dapur Baja Oksigen, maka dapur baja terbuka (Siemens
Martin) juga merupakan dapur yang digunakan untuk memproses besi kasar menjadi
baja. Dapur ini dapat menampung baja cair lebih dari 100 ton dengan proses mencapai
temperatur lebih dari 1600oC; wadah besar serta berdinding yang sangat kuat dan landai.
Proses pembuatan dengan dapur ini adalah proses oksidasi kotoran yang
terdapat pada bijih besi sehingga menjadi terak yang mengapung pada permukaan baja
cair. Oksigen langsung disalurkan kedalam cairan logam melalui tutup atas. Apabila
selesai tiap proses, maka tutup atas dibuka dan cairan baja disalurkan untuk proses
selanjutnya untuk dijadikan bermacam-macam jenis baja.
G. Proses Basic Oxygen Furnace
logam cair dimasukkan ke ruang baker (dimiringkan lalu ditegakkan)
Oksigen (± 1000) ditiupkan lewat Oxygen Lance ke ruang pelat dengan kecepatan
tinggi. (55 m3
(99,5 %O2) tiap satu ton muatan) dengan tekanan 1400 kN/m
2.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
7
ditambahkan bubuk kapur (CaO) untuk menurunkan kadar P dan S.
Keuntungan dari BOF adalah:
BOF menggunakan O2 murni tanpa Nitrogen
Proses hanya lebih-kurang 50 menit.
Tidak perlu tuyer di bagian bawah
Phosphor dan Sulfur dapat terusir dulu daripada karbon
Biaya operasi murah
H. Dapur Baja Listrik
Panas yang dibutuhkan untuk pencairan baja adalah berasal arus listrik yang
disalurkan dengan tiga buah elektroda karbon dan dimasukkan/diturunkan mendekati
dasar dapur. Penggunaan arus listrik untuk pemanasan tidak akan mempengaruhi atau
mengkontaminasi cairan logam, sehingga proses dengan dapur baja listrik merupakan
salah satu proses yang terbaik untuk menghasilkan baja berkualitas tinggi dan baja
tahan karat (stainlesssteel).Dalam proses pembuatan, bahan-bahan yang dimasukkan
adalah bahan-bahan yang benar-benar diperlukan dan besi bekas. Setelah bahan-bahan
dimasukkan, maka elektroda-elektroda listrik akan memanaskan bahan dengan panas
yang sangat tinggi (+ 7000oC), sehingga besi bekas dan bahan-bahan lain yang
dimasukkan dengan cepat dapat mencair.Adapun campuran-campuran lain (misalnya
untuk membuat baja tahan karat) dimasukkan setelah bahan-bahan menjadi cair dan
siap untuk dituang.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
8
I. Proses Dapur Kopel
Mengolah besi kasar kelabu dan besi bekas menjadi baja atau besi tuang.
Proses :
pemanasan pendahuluan agar bebas dari uap cair.
Bahan bakar(arang kayu dan kokas) dinyalakan selama ± 15 jam.
kokas dan udara dihembuskan dengan kecepatan rendah hingga kokas mencapai
700 – 800 mm dari dasar tungku.
besi kasar dan baja bekas kira-kira 10 – 15 % ton/jam dimasukkan.
15 menit baja cair dikeluarkan dari lubang pengeluaran.
Untuk membentuk terak dan menurunkan kadar P dan S ditambahkan batu kapur
(CaCO3)
Gas CO yang dikeluarkan melalui cerobong, panasnya dapat dimanfaatkan untuk
pembangkit mesin-mesin lain.
J. Proses Dapur Cawan
Proses kerja dapur cawan dimulai dengan memasukkan baja bekas dan besi
kasar dalam cawan.
kemudian dapur ditutup rapat.
kemudian dimasukkan gas-gas panas yang memanaskan sekeliling cawan dan
muatan dalam cawan akan mencair.
Baja cair tersebut siap dituang untuk dijadikan baja-baja istimewa dengan
menambahkan unsur paduan yaitu Kromium, Nikel, Mangan,Aluminium.
K. Proses Pembentukan dan Bentuk-bentuk Produk Baja
Pembentukan baja adalah tahap lanjutan dari proses pengolahan baja dengan
berbagai jenis dapur baja. Baja yang telah cair dan ditambah dengan campuran lain
(sesuai dengan kebutuhan/sifat-sifat baja yang diinginkan) dituang ke dalam cetakan
yang berlubang dan didinginkan sehingga menjadi padat. Batangan baja yang masih
panas dan berwarna merah dikeluarkan dari cetakan untuk disimpan sementara dalam
dapur bentuk kotak serta dijaga panasnya dengan temperatur 1100oC – 1300
oC
menggunakan bahan bakar gas atau minyak. Penyimpanan tersebut adalah untuk
meratakan suhu sebelum dilakukan proses pembentukan atau pengerolan.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
9
BAB III
JENIS-JENIS BAJA TAHAN KARAT
Pada diagram Fe-Cr di atas, Cr dapat larut dalam Fe memperluas daerah ferrit. Pada baja
dengan 12% Cr dengan temperatur >900oC terjadi fasa austenit. Dalam paduan yang nyata, C
dan N juga terkandung, jadi fasa austenit diperluas ke daerah yang mempunyai konsentrasi Cr
lebih tinggi. Baja tahan karat 12% Cr biasa dipakai, diaustenitkan dari 900 sampai 1000oC
tergantung kadar C.
Baja 18% Cr seharusnya mempunyai fasa ferrit dimulai dari temperatur pembekuan
sampai temperatur kamar, tetapi sebenarnya mengandung 0,03-0,1%C dan 0,01-0,02%N,
maka kira-kira di atas 930oC terbentuk fasa austenit. Oleh karena itu, perlakuan panas untuk
mendapat fasa ferrit dilakukan <850oC, sehingga dinamakan baja tahan karat Ferrit.
Struktur baja 18%Cr-8%Ni adalah struktur dua fasa dari ferrit dan austenit, tapi
kenyataannya pada temperatur sekitar 1050oC seluruhnya menjadi austenit dan setelah
pendinginan dalam air atau dalam udara, fasa austenit terbentuk pada temperatur kamar sukar
bertransformasi ke fasa ferrit, sehingga dinamakan baja tahan karat austenit. Dibawah ini
merupakan uraian jenis baja tahan karat dilihat dari mikrostrukturnya.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
10
1. Baja Tahan Karat Austenit
Baja tahan karat austenite mengandung maksimal 0.15% C, minimal 16% Cr dan 6%
Ni. Pada baja tahan karat austenite yang memiliki grade Super memiliki kandungan Cr
dan Ni lebih tinggi serta 6% Mo. Unsur Molybdenum (Mo), Titanium (Ti) atau Tembaga
(Cu) berfungsi untuk meningkatkan ketahanan terhadap temperatur serta korosi. Baja
tahan karat ini juga cocok untuk temperatur rendah karena kandungan Nikel membuat
baja tahan karat ini tidak menjadi rapuh.
Sifat – sifat dasar baja tahan karat austenitik :
a. Daya tahan korosi yang sangat bagus dalam asam organic, industry, dan lingkungan
laut
b. Kemampuan mengelas yang sangat bagus dalam semua proses
c. Sifat – sifat suhu tingginya bagus dan suhu rendahnya sangat bagus dalam kekerasan
tinggi pada semua suhu
d. Tidak mengandung magnit jika dikuatkan
e. Dapat dikeraskan hanya dengan dibentuk profil logam dengan temperature dingin
(logam – logam campuran ini tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas)
Pemanfaatan baja tahan karat austenitic :
a. Alat pengatur cahaya floopy disk computer
b. Per kunci keyboard computer
c. Bak cuci dapur
d. Alat pemrosesan makanan
e. Aplikasi kearsitekan
f. Alat kimia dan tanaman
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
11
2. Baja Tahan Karat Ferrit
Baja tahan karat ferrit mengandung Cr sekitar 10,5 – 27% dan sangat sedikit nikel.
Beberapa tipe mengandung timbal. Komposisi yang sering digunakan adalah
Molybdenum, Aluminium dan Titanium. Ketahanan terhadap korosinya tidak begitu
istimewa karena kadar Kromium dan Nikel yang lebih rendah dan relatif lebih sulit
dimachining, tetapi relative lebih murah.
Sifat – sifat dasar baja tahan karat ferritik :
a. Cukup untuk peningkatan daya tahan korosi yang bagus dengan kandungan
Chromium
b. Tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dan selalu digunakan dalam magnet
yang dikuatkan
c. Kemampuan mengelasnya sedikit
d. Kemampuan membentuknya tidak sebagus austenitic
Pemanfaatan baja tahan karat ferritik :
a. Pusat floopy disk computer
b. Trim automotive
c. Alat pembuangan uap otomotive
d. Alat colliery
e. Tangki air panas
3. Baja Tahan Karat Martensit
Baja tahan karat martensit memiliki kandungan Cr sekitar 12 – 30% dan kandungan
Carbon (C) yang lebih tinggi daripada Baja tahan karat ferrit yang dapat membuat baja
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
12
tahan karat jenis ini dapat diperkeras, berbeda dengan Baja tahan karat Ferrit dan
Austenit. Baja jenis ini dipakai karena kekuatan mekaniknya dan ketahanan korosinya.
Sifat dari material ini mempunyai weldability yang rendah, karena terdapat daerah yang
keras dan rapuh pada logam induknya.
Sifat – sifat dasar baja tahan karat martensitic :
a. Daya tahan korosinya sedang
b. Dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dan oleh karena itu tingkat kekerasan dan
daya tahannya tinggi
c. Kemampuan mengelasnya kurang
d. Bersifat magnetic
Pemanfaatan baja tahan karat martensitic :
a. Mata pisau
b. Alat – alat bedah
c. Tangkai / batang
d. Kumparan
e. Peniti
4. Baja Tahan Karat Berfasa Ganda (Duplex)
Baja tahan karat duplex merupakan paduan campuran struktur ferrit dan austenite dengan
kandungan (50 – 50). Kandungan Cr berkisar 12 – 26%. Paduan utama material adalah
Kromium dan Nikel, tetapi Nitrogen, Molybdenum, Tembaga, Silicon, Tungsen
ditambahkan untuk menstabilkan struktur dan memperbaiki sifat tahan korosi. Ketahanan
korosi baja tahan karat duplex hamper sama dengan baja tahan karat austenite. Kelebihan
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
13
yang dimiliki baja tahan karat duplex yaitu nilai tegangan tarik dan luluh tinggih dan
ketahan korosi retak tegangan lebih baik dari pada baja tahan karat austenite.
Sifat – sifat dasar baja tahan karat duplex :
a. Daya tahan yang tinggi untuk menekan keretakan korosi
b. Daya tahan yang dinaikkan pada serangan ion klorida
c. Perenggangan dan kuat luluh yang lebih tinggi dari baja – baja austenitic dan ferritik
d. Kemampuan peleburan, kemampuan membentuk yang baik
Pemanfaatan baja tahan karat duplex :
a. Penerapan di laut, terutama sekali pada suhu – suhu yang dinaikkan dengan rendah
(eksplorasi gas lepas pantai)
b. Instalasi penghilangan zat garam atau rasa asin
c. Perubah panas
d. Instalasi petro kimia
5. Presipitasi Baja Tahan Karat
Pengerasan presipitasi baja tahan karat adalah sekelompok baja yang menggabungkan
daya tahan korosi dengan kekuatan yang tinggi. Dengan mempergunakan ketahanan
korosi yang baik dari baja tahan karat,kekuatannya telah diperbaiki dengan pengerasan
presipitasi. Menurut struktrur matriksnya baja ini digolongkan menjadi macam
martensit,semi austenit,dan austenit. Salah satu macam yang umum adalah 17-4 PH
(martensit, 17%Cr-4%Cu-o,o6%C-0,35%Nb) dan 17-7 PH (semi austenit,17%Cr- 7% Ni-
1,2%Al-0,07%C). Baja ini sangat baik pada ketahanan korosinya dibandingkan denagn
baja krom 18%Cr. Baja ini dipergunakan untuk roda gigi,poros,pompa-pompa untuk
mengalirkan asam,katup,kulit luar dari pesawat terbang komponen mesin jet,pegas ,dsb.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
14
Sifat – sifat dasar baja tahan karat presipitasi :
a. Hambatan korosi yang sedang sampai baik
b. Kemampuan mengelas yang baik
c. Bersifat magnetic
d. Dapat dikeraskan
Pemanfaatan baja tahan karat presipitasi :
Tangkai atau batang untuk popa air dan katup
Klasifikasi Baja Tahan Karat berdasarkan manufaktur terbagi atas :
1) Wrought stainless steel (baja tahan karat tempa)
Wrought stainless steel tidak bisa membentuk produk dengan kadar karbon tinggi
yang digunakan untuk mendapatkan ketahanan aus yang tinggi karena produknya adalah
benda setengah jadi yang harus menjalani proses metalurgi seperti : pengelasan, cold
forming, machining dan lain sebagainya.
2) Cast stanless steel
Coran baja tahan karat ( cast stainless steel), merupakan stainless steel yang dibuat
dengan proses pengecoran (foundry), lebih umum dikenal sebagai coran tahan karat yang
telah berkembang pesat dalam teknologi dan keperluan komersial selama 40 tahun
terakhir. Aplikasi utama baja ini adalah sebagai material konstruksi untuk proses kimia
dan pralatan pembangkit tenaga yang yang termasuk operasi korosi dalam lingkungan
cairan atau larutan-uap pada temperatur biasanya dibawah 315 0C (600
0F). Paduan ini
juga dapat digunakan dalam operasi khusus pada temperatur sampai 6500 0C (1200
0F)
Kemampuan operasi coran baja tahan karat sangat bergantung pada
ketidakhadiran karbon, dan khususnya endapan karbida, dalam struktur mikro paduan.
Namun, coran paduan tahan karat umumnya mempunyai kadar karbon rendah ( < 0,08 %
C). Salah satu keuntungan dari coran baja tahan karat dibanding dengan baja tahan karat
tempa ( wrought stanless steel) adalah dapat membuat produk dengan kadar karbon yang
tinggi, untuk mendapatkan ketahanan aus yang tinggi.
Coran baja tahan karat terdiri dari Corrosion resistance stanless steel dan Heat
resistance stainless steel
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
15
BAB IV
KODEFIKASI
TIPE KETERANGAN
100 Series austenitic paduan chromium-nickel-manganese
Type 101 austenitic yang mengalami pengerasan melalui proses pendinginan
Type 102 austenitic yang kegunaan utamanya sebagai bahan perabotan dan furniture
200 Series austenitic paduan chromium-nickel-manganese
Type 201 austenitic yang mengalami pengerasan melalui proses pendinginan
Type 202 austenitic general purpose stainless steel
300 Series austenitic paduan chromium-nickel
Type 301 mudah dibentuk, proses pengerasan cepat, baik untuk proses pengelasan dan
daya tahan lebih tinggi dari tipe 304.
Type 303 versi 304 tanpa mesin dengan tambahan sulfur dan pospor.
Type 302 Tingkat ketahanan terhadap karat sama dengan 304, tapi sedikit lebih tinggi
tingkat kekuatan bahannya karena adanya tambahan karbon.
Type 304 Grade yang paling umum digunakan
Type 304L sama seperti 304 dengan kadar karbon lebih rendah agar lebih baik untuk
digunakan dalan pengelasan.
Type 304LN sama dengan 304L, dengan tambahan nitrogen agar meningkatkan tingkat
yield and tensile strengthnya.
Type 308 digunakan sebagai logam pengisi ketika mengelas 304
Type 309 lebih tahan panas dari 304, biasa digunakan sebagai logam pengisi dalam
proses pengelasan
Type 316 Stainless Steel yang paling umum digunakan setelah 304. biasanya digunakan
sebagai peralatan yang berhubungan dengan makanan
Type 321 mirip dengan type 304 dengan tambahan titanium
400 Series ferritic and martensitic chromium alloys
Type 405 ferritic untuk digunakan dalam proses pengelasan
Type 408 tahan panas, tahan karat dengan kadar rendah; 11% chromium, 8% nickel.
Type 409 Type yang paling murah, biasanya digunakan sebagai knalpot mobil; ferritic
(iron/chromium only).
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
16
Type 410 martensitic (high-strength iron/chromium). Wear- resistant, but less
corrosion-resistant.
Type 416 easy to machine due to additional sulfur
Type 420 Cutlery Grade martensitic
Type 430 Mudah dibentuk, dengan temperatur rendah dan tahan karat.
Type 439 ferritic grade, Grade yang lebih tinggi dari 409.peningkatan kandungan krom
untuk meningkatkan tingkat ketahan terhadap karat dan oksidasi.
Type 440
karbon paling rendah), 440B, 440C(yang terbaik, sering digunakan
sebagai bahan dasar pisau), dan 440F
Type 446 For elevated temperature service
500 Series paduan chromium tahan panas
600 Series martensitic precipitation hardening alloys
601 through 604 Martensitic low-alloy steels
610 through 613 Martensitic secondary hardening steels.
614 through 619 Martensitic chromium steels.
630 through 635 Semiaustenitic and martensitic precipitation-
hardening stainless steels.
Type 630 is most common PH stainless, better known as 17-4; 17% chromium, 4%
nickel.
650 through 653 Austenitic steels strengthened by hot/cold work
Stainless Steel [ 7 ]
SAE UNS % Cr % Ni % C %
Mn Si% % P % S % N Lain
Austenit
201 S20100 16-18 3.5-5.5 0.15 5.5-
7.5 0.75 0.06 0.03 0.25 -
202 S20200 17-19 4-6 0.15 7.5-
10.0 0.75 0.06 0.03 0.25 -
205 S20500 16.5-18 1-1.75 0.12-
0.25
14-
15.5 0.75 0.06 0.03
0.32-
0.40 -
254 [ 8 ]
S31254 20 18 0,02
max - - - - 0.20
6 Mo, Cu 0,75, "austenitic
Super", Semua nilai nominal
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
17
301 S30100 16-18 6-8 0.15 2 0.75 0.045 0.03 - -
302 S30200 17-19 8-10 0.15 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
302B S30215 17-19 8-10 0.15 2 2.0-3.0 0.045 0.03 - -
303 S30300 17-19 8-10 0.15 2 1 0.2 0,15
min - Mo 0,60 (opsional)
303Se S30323 17-19 8-10 0.15 2 1 0.2 0.06 - 0,15 Se min
304 S30400 18-20 8-10.50 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
304L S30403 18-20 8-12 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
304Cu S30430 17-19 8-10 0.08 2 0.75 0.045 0.03 - 3-4 Cu
304N S30451 18-20 8-10.50 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10-
0.16 -
305 S30500 17-19 10.50-
13 0.12 2 0.75 0.045 0.03 - -
308 S30800 19-21 10-12 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
309 S30900 22-24 12-15 0.2 2 1 0.045 0.03 - -
309S S30908 22-24 12-15 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
310 S31000 24-26 19-22 0.25 2 1.5 0.045 0.03 - -
310S S31008 24-26 19-22 0.08 2 1.5 0.045 0.03 - -
314 S31400 23-26 19-22 0.25 2 1.5-3.0 0.045 0.03 - -
316 S31600 16-18 10-14 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10 Mo 2.0-3.0
316L S31603 16-18 10-14 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.10 Mo 2.0-3.0
316F S31620 16-18 10-14 0.08 2 1 0.2 0.10
min - 1,75-2,50 Mo
316N S31651 16-18 10-14 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10-
0.16 Mo 2.0-3.0
317 S31700 18-20 11-15 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0,10
max 3,0-4,0 Mo
317L S31703 18-20 11-15 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0,10
max 3,0-4,0 Mo
321 S32100 17-19 9-12 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0,10
max Ti 5 (C + N) min, 0.70 max
329 S32900 23-28 2.5-5 0.08 2 0.75 0.04 0.03 - 1-2 Mo
330 N08330 17-20 34-37 0.08 2 0.75- 0.04 0.03 - -
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
18
1.50
347 S34700 17-19 9-13 0.08 2 0.75 0.045 0.030 - Nb + Ta, 10 x C min, max 1
348 S34800 17-19 9-13 0.08 2 0.75 0.045 0.030 - Nb + Ta, 10 x C min, max 1,
tapi 0,10 Ta max; 0,20 Ca
384 S38400 15-17 17-19 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
SAE UNS % Cr % Ni % C %
Mn Si% % P % S % N Lain
Feritik
405 S40500 11.5-
14.5 - 0.08 1 1 0.04 0.03 - 0,1-0,3 Al, 0,60 max
409 S40900 10.5-
11.75 0.05 0.08 1 1 0.045 0.03 - Ti 6 x C, tapi 0,75 max
429 S42900 14-16 0.75 0.12 1 1 0.04 0.03 - -
430 S43000 16-18 0.75 0.12 1 1 0.04 0.03 - -
430F S43020 16-18 - 0.12 1.25 1 0.06 0,15
min - Mo 0,60 (opsional)
430FSe S43023 16-18 - 0.12 1.25 1 0.06 0.06 - 0,15 Se min
434 S43400 16-18 - 0.12 1 1 0.04 0.03 - 0,75-1,25 Mo
436 S43600 16-18 - 0.12 1 1 0.04 0.03 - 0,75-1,25 Mo, Nb Ta + 5 x C
min, 0.70 max
442 S44200 18-23 - 0.2 1 1 0.04 0.03 - -
446 S44600 23-27 0.25 0.2 1.5 1 0.04 0.03 - -
SAE UNS % Cr % Ni % C %
Mn Si% % P % S % N Lain
Martensit
403 S40300 11.5-
13.0 0.60 0.15 1 0.5 0.04 0.03 - -
410 S41000 11.5-
13.5 0.75 0.15 1 1 0.04 0.03 - -
414 S41400 11.5-
13.5
1.25-
2.50 0.15 1 1 0.04 0.03 - -
416 S41600 12-14 - 0.15 1.25 1 0.06 0,15
min - 0,060 Mo (opsional)
416Se S41623 12-14 - 0.15 1.25 1 0.06 0.06 - 0,15 Se min
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
19
420 S42000 12-14 - 0,15
min 1 1 0.04 0.03 - -
420F S42020 12-14 - 0,15
min 1.25 1 0.06
0,15
min - 0,60 Mo max (opsional)
422 S42200 11.0-
12.5
0.50-
1.0
0.20-
0.25
0.5-
1.0 0.5 0.025 0.025 -
0,90-1,25 Mo, 0,20-0,30 V;
0,90-1,25 W
431 S41623 15-17 1.25-
2.50 0.2 1 1 0.04 0.03 - -
440A S44002 16-18 - 0.60-
0.75 1 1 0.04 0.03 - 0,75 Mo
440B S44003 16-18 - 0.75-
0.95 1 1 0.04 0.03 - 0,75 Mo
440C S44004 16-18 - 0.95-
1.20 1 1 0.04 0.03 - 0,75 Mo
SAE UNS % Cr % Ni % C %
Mn Si% % P % S % N Lain
Tahan panas
501 S50100 4-6 - 0.10
min 1 1 0.04 0.03 - 0,40-0,65 Mo
502 S50200 4-6 - 0.1 1 1 0.04 0.03 - 0,40-0,65 Mo
Rangkap
2.205 [ 8 ]
S31803
S32205 22 5
0,03
max - - - - 0.15 3 Mo, Semua nilai nominal
2.304 S32304 23 4 0,03
max -
1.00
max
0,04
max
0,04
max 0.15 0,10-0,60 Mo
Super duplex
2.507 [ 8 ]
S32750 25 7 0,03
max - - - - 0.28 4 Mo, Semua nilai nominal
Martensit Precipitation Hardening
630 S17400 15-17 3-5 0.07 1 1 0.04 0.03 - Cu 3-5, Ta 0,15-0,45 [ 9 ]
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
20
BAB V
SIFAT MEKANIK
1. Ferritic Stainless Steel
a) Bersifat magnetic,
b) tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas tapi dapat dikeraskan dengan cold
work,
c) dapat dicold work maupun dihot work,
d) pada kondisi annealed keuletan dan ketahanan korosi tertinggi,
e) kekuatan mencapai 50% lebih tinggi dari pada baja plain carbon,
f) ketahanan korosi dan machinability lebih baik dari pada stainless steel Martensitic.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
21
2. Martensitic Stainless Steel
a) Bersifat magnetic,
b) dapat dikeraskan dengan perlakuan panas,
c) dapat di cold work maupun di hot work,
d) machinabilitynya bagus,
e) ketangguhan baik,
f) ketahanan korosinya cukup bagus terhadap cuaca tetapi tidak sebaik stainless steel
ferritic maupun austenitic
3. Austenitic Stainless Steel
a) Bersifat non magnetic,
b) pada kondisi annealed, tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas,
c) dapat di hot-work dan dicold-work,
d) memiliki shock resistant yang tinggi,
e) sulit dimachining kecuali dengan penambahan S atau Se,
f) sifat tahan korosinya paling baik diantara jenis lainnya,
g) kekuatan pada temperature tinggi
h) ketahanan scaling sangat baik
4. Precipitation-Hardening Stainless Steel
a) Baja tahan karat yang mengalami pengerasan presipitasi,
b) mudah dipabrikasi,
c) kekuatan tinggi,
d) keuletan relative baik,
e) ketahanan korosinya baik
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
22
BAB VI
PENGARUH UNSUR PADUAN
Karbon (C)
Karbon merupakan unsur pengeras utama dalam baja, pada baja tahan karat karbon
berfungsi untuk memperluas gamma loop, juga sebagai pembentuk karbida yang
berikatan dengan Fe dan Cr. Karbon juga berpengaruh meningkatkan ketahanan
korosi intergranular. Pada baja tahan karat austenitik sebagai unsur untuk
meningkatkan kekerasan dan kekuatan.
Silikon (Si)
Silikon pada baja tahan karat berpengaruh untuk meningkatkkan ketahanan oksidasi
pada temperatur tinggi, dan meningkatkan elastisitas. Keberadaan Si pada baja tahan
karat maksimum 1,5 %.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
23
Mangan (Mn)
Mangan dalam baja tahan karat mencegah terjadinya retak panas yang diakibatkan
oleh terbentuknya sulfida besi (FeS). Mangan juga mempengaruhi kestabilan austenit
dan ferit, dimana pada temperatur rendah mangan akan menjadi penstabil austenit dan
ferit.
Nikel (Ni)
Nikel adalah unsur penstabil austenit. Penambahan unsur Ni kedalam paduan Fe-Cr
akan memperluas daerah γ, sehingga daerah ferit akan mengecil. Pada temperatur
austenisasi rendah mendorong terjadinya penghalusan butir dan dapat meningkatkan
ketangguhan bila dipadu dengan krom.
Krom (Cr)
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
24
Semua baja tahan karat mengandung Cr yang berfungsi sebagai unsur penstabil ferit.
pada diagram kesetimbangan Fe-Cr terlihat bahwa kandungan krom diatas 12%
memperlihatkan ferit dapat langsung mengendap dari fasa cair membentuk delta-ferit.
Semakin tinggi kandungan Cr daerah austenit yang terbentuk akan semakin
menyempit, sehingga daerah ferit menjadi lebih luas. Kandungan krom diatas 10,5%
akan membentuk lapisan pasif krom (Cr2O3) yang dapat mengikat oksigen sehingga
meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan oksidasi pada temperatur tinggi. Krom
juga merupakan unsur pembentuk karbida yang dapat berikatan dengan besi, karbon
dan dengan unsur lainnya.
Molibdenum (Mo)
Molibdenum pada baja tahan karat berfungsi untuk meningkatkan kekuatan dan
sebagai pembentuk fasa kedua dalam baja tahan karat feritik dan austenitik. Dalam
baja tahan karat martensitik, molibdenum dapat meningkatkan kekerasan dan pada
temperatur tempering yang tinggi akan membentuk endapan karbida.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
25
BAB VII
KERUSAKAN DAN CARA PENANGGULANGAN
A. Kerusakan
Korosi merupakan peristiwa degradasi material logam akibat bereaksi secara kimia
dengan lingkungan. Korosi menjadi salah satu aspek pertimbangan penting dalam pemilihan
material fabrikasi, karena korosi dapat menyebabkan kerugian. Penggunaan stainless steel
sebagai bahan pembuat alat-alat industri dikarenakan Stainless Steel ini memiliki sifat sifat
non-magnetik, sifat mekanik yang baik, mudah difabrikasi, dapat di las (weldability) dengan
baik, mudah dibersihkan dan mempunyai ketahanan korosi yang lebih baik dari pada baja
tahan karat martensitik dan baja tahan karat feritik, sehingga pemakaiannya lebih banyak
pada lingkungan korosi berat.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap Korosi
1) Berasal dari bahan itu sendiri
Antara lain: kemurnian bahan; struktur bahan; bentuk kristal; unsur-unsur kelumit
yang ada dalam bahan; dan teknik pencampuran bahan
2) Berasal dari lingkungan.
Antara lain: tingkat pencemaran udara. Gas-gas polutan yang ada bisa membentuk
asam nitrat dan asam sulfat. Oleh sebab itu, udara menjadi bersifat korosif dan
berikatan dengan apa saja termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan
elektronik.
3) Suhu dan kelembaban
Atmosfer (desa, kota, industri). Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke
udara dapat mempercepat proses korosi.
4) Air (fresh, salk, distilled)
5) Uap dan gas (klorin, ammonia, hydrogen sulfat)
Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mempercepat proses korosi
peralatan yang ada dalam ruangan tersebut.
6) Asam-asam mineral
HCl, asam sulfat, fluor, hydrogen fluoride beserta persenyawaannya dikenal
sebagai bahan korosif.
7) Asam-asam organik (asam asetat, asam sitrat)
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
26
8) Alkali
Amonia (NH3) merupakan bahan yang digunakan dalam industri dimana pada
kondisi suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam gas dan sangat mudah
terlepas ke udara.
9) Tanah
10) Pelarut-pelarut organik.
11) Minyak (vegetable and petroleum).
Stainless Steel secara mendasar bukanlah logam mulia, stainless steel masih mengalami
korosi. Stainless steel atau biasa disebut baja tahan karat merupakan logam yang terdiri dari
besi, kromium, mangan, silikon, karbon dan seringkali nikel and molibdenum dalam jumlah
yang cukup banyak. Unsur kromium yang terkandung sekitar 12% nantinya akan
menyebabkan stainless steel tahan terhadap karat. Kromium nantinya akan membentuk
lapisan pelindung antikorosi (protective layer) atau kromium-oksida bersama dengan oksigen
yang berasal dari udara atau air.
Korosi pada stainless steel adalah kromium oksida yang secara otomatis terbentuk pada
permukaan bahan sehubungan dengan afinitas kromium yang tinggi untuk bergabung dengan
oksigen. Lapisan kromium oksida ini bersifat pasif (secara kimiawi tidak aktif), kuat (melekat
secara erat di permukaan stainless steel tersebut) dan memperbaharui dirinya sendiri.
Lapisan Kromium ini hanya sekitar 130 angstrom(1A= 10-10
m) tebalnya dan melindungi
stainless steel dari korosi. Lapisan tersebut berupa bahan film yang dapat memperbaharui
dirinya sendiri. Apabila film ini hilang atau rusak (sebagaimana yang sering terjadi ketika
permukaan stainless steel terkena mesin atau tergores), film tersebut dapat membentuk
kembali dirinya sendiri. Walaupun demikian kondisi lingkungan tetap menjadi penyebab
kerusakan protective layer (kromium oksida) tersebut. Pada keadaan dimana protective
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
27
layer tidak dapat lagi terbentuk, maka korosi pada stainless steel akan tetap terjadi. Sifat
logam sendiri mudah melepaskan elektron dimana korosi merupakan bereaksinya logam
dengan oksigen atau bahan lain dan korosi akan terjadi lebih cepat dengan hadirnya zat
elektrolit, misal suatu asam atau larutan garam.
Jenis- jenis korosi pada stainless steel (SS) dapat dikategorikan sebagai berikut :
1. Uniform Corrosion
Uniform corrosion terjadi disebabkan rusaknya seluruh atau sebagian protective layer
pada SS sehingga SS secara merata akan berkurang/aus. Korosi ini terjadi umumnya
disebabkan oleh cairan atau larutan asam kuat maupun alkali panas. Asam hidroklorit dan
asam hidrofluor adalah lingkungan yang perlu dihindari SS apalagi dikombinasikan dengan
temperatur serta konsentrasi yang cukup tinggi. Korosi uniform yang menyebabkan
berkurangnya dimensi permukaan benda secara merata.
2. Pitting Corrosion
Pitting corrosion ini awalnya terlihat kecil dipermukaan SS tetapi semakin membesar
pada bagian dalam SS. Korosi ini terjadi pada beberapa kondisi pada lingkungan dengan pH
rendah, temperature moderat, serta konsentrasi klorida yang cukup tinggi. Umumnya SS
berkadar Krom (Cr), Molybdenum (Mo) dan Nitrogen (N) yang tinggi cenderung lebih tahan
terhadap pitting corrosion. Korosi ini sangat berbahaya karena menyerang permukaan dan
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
28
penampakan visualnya sangat kecil, sehingga sulit untuk diatasi dan dicegah terutama pada
pipa-pipa bertekanan tinggi.
3. Crevice Corrosion
Korosi jenis ini sering terjadi di daerah yang kondisi oksidasi terhadap krom (Cr) SS
sangat rendah atau bahkan tidak ada sama sekali (miskin oksigen). Sering pula terjadi akibat
desain konstruksi peralatan yang tidak memungkinkan terjadinya oksidasi tersebut misal
celah antara gasket/ packing, celah yang terbentuk akibat pengelasan yang tidak sempurna,
sudut-sudut yang sempit, celah/ sudut antara 2 atau lebih lapisan metal, celah antara mur/baut
dsb.
Praktis korosi ini terjadi di daerah yang sangat sempit (celah, sudut, takik dsb). Crevice
Corrosion dapat dipandang sebagai pitting corrosion yang lebih berat/ hebat dan terjadi pada
temperature dibawah temperature moderate yang biasa menyebabkan pitting corrosion. Cara
untuk menghindari masalah ini, salah satunya dengan membuat desain peralatan lebih
‘terbuka’ walaupun kenyataannya sangat sulit untuk semua aplikasi.
4. Stress Corrosion Cracking
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
29
Dalam kondisi kombinasi antara tegangan (baik tensile, torsion, compressive maupun
thermal) dan lingkungan yang korosif maka SS cenderung lebih cepat mengalami korosi.
Karat yang mengakibatkan berkurangnya penampang luas efektif permukaan SS
menyebabkan tegangan kerja (working Strees) pada SS akan bertambah besar. Korosi ini
dapat terjadi pula misal pada pin, baut-mur dengan lubangnya/ dudukannya, SS yang
memiliki tegangan sisa akibat rolling, bending, welding dan sebagainya. Korosi ini
meningkat jika part yang mengalami stress berada di lingkungan dengan kadar klorida tinggi
seperti air laut yang temperaturnya cukup tinggi. Sebagai akibatnya aplikasi SS dibatasi
untuk menangani cairan panas ber-temperatur di atas 50 0C bahkan dengan kadar klorida
yang sangat sedikit sekalipun. Pada beberapa kasus, korosi ini dapat dikurangi dengan cara
’shot peening’, penembakan permukaan logam dengan butir pasir logam, atau juga meng-
annealing setelah SS selesai dimachining, sehingga dapat mengurangi tegangan pada
permukaan logam.
4. Intergranular Corrosion
Korosi ini disebabkan ketidak sempurnaan mikrostruktur SS. Ketika austenic SS berada
pada temperature 425-850 oC (temperatur sensitasi) atau ketika dipanaskan dan dibiarkan
mendingin secara perlahan (seperti halnya sesudah welding atau pendinginan setelah
annealing) maka karbon akan menarik krom untuk membentuk partikel kromium karbida
(chromium carbide) di daerah batas butir (grain boundary) struktur SS.
Formasi kromium karbida yang terkonsentrasi pada batas butir akan menghilangkan/
mengurangi sifat perlindungan kromium pada daerah tengah butir. Sehingga daerah ini akan
dengan mudah terserang oleh korosi.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
30
Secara umum SS dengan kadar karbon < 2 % relative tahan terhadap korosi ini. Ketidak
sempurnaan mikrostruktur ini diperbaiki dengan menambahkan unsur yang memiliki afinitas
(daya tarik) terhadap Karbon lebih besar untuk membentuk karbida, seperti Titanium (misal
pada SS 321) dan Niobium (misal pada SS 347). Cara lain adalah dengan menggunakan SS
berkadar karbon rendah yang di tandai indeks ‘L’ -low carbon steel- (misal 316L atau 304L).
SS dengan kadar karbon tinggi juga akan tahan terhadap korosi jenis ini asalkan digunakan
pada temperatur tinggi pula (misal 304H, 316H, 321H, 347H, 30815/ Sirius S15, 310/ Sirius
310 dan juga 314/ Sirius 314).
6. Galvanic Corrosion
Galvanic corrosion terjadi disebabkan sambungan dissimilar material (2 material yang
berbeda terhubung secara elektris/ tersambung misal baut dengan mur, paku keling/ rivet
dengan body tangki, hasil welding dengan benda kerja) dan/ atau terendam dalam larutan
elektrolit, sehingga dissimilar material tersebut menjadi semacam sambungan listrik.
Mekanisme ini disebakan satu material berfungsi sebagai anoda dan yang lainnya sebagai
katoda sehingga terbentuk jembatan elektrokimia. Dengan terjadinya hubungan elektrik
tersebut maka logam yang bersifat anoda (less noble) akan lebih mudah terkorosi. Urutan
tersebut ditunjukkan pada seri elektrokimia logam berikut :
Logam deret sebelah kiri cenderung menjadi anoda (mudah berkarat) sementara logam
sebelah kanan cenderung menjadi katoda. Galvanic corrosion ini tergantung pada :
perbedaan kemuliaan dissimilar material, rasio luas permukaan dissimilar material, dan
konduktifitas larutan.
Adanya korosi dapat menyebabkan masalah seperti :
a) Terbentuknya lubang-lubang kecil/ halus pada tangki dan pipa-pipa
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
31
Hal ini menyebabkan kebocoran cairan ataupun gas. Hal ini perlu diperhatikan
apabila gas atau cairan yang tersimpan dalam alat-alat industri farmasi berbahaya
apabila terkena tubuh,nantinya bisa melukai manusia disekitarnya atau berpotensi
menimbulkan arus pendek listrik (korsleting).
b) Menurunnya kekuatan material
Disebabkan penyusutan/ pengurangan ketebalan/ volume material sehingga
‘strength‘ juga menurun, akibatnya dapat terjadi retak, bengkok, patah dan
sebagainya. Umur dari alat-alat yang terbuat dari stainless steel akan menjadi
singkat karena alat tidak bisa digunakan kembali akibat kerusakan tersebut.
c) Dekorasi permukaan material menjadi tidak menarik
Disebabkan kerak karat ataupun lubang-lubang. Alat yang berasal dari stainless
steel akan terkesan usang,sehingga tidak meyakinkan kualitas dari penggunaan
alat tersebut.
d) Terbentuknya karat-karat yang mungkin mengkontaminasi zat atau material
lainnya.
Alat industri farmasi yang mengalami korosi cukup berbahaya bila digunakan
karena alat-alat tersebut memiliki kontak langsung dengan bahan-bahan dasar
sediaan farmasi yang ditakutkan karat yang timbul akan mengkontaminasi bahan-
bahan tersebut dan bisa saja mempengaruhi fungsi dari bahan tersebut
B. Pencegahan Korosi
Dengan dasar pengetahuan tentang elektrokimia proses korosi yang dapat menjelaskan
mekanisme dari korosi, dapat dilakukan usaha-usaha untuk pencegahan terbentuknya korosi.
Banyak cara sudah ditemukan untuk pencegahan terjadinya korosi diantaranya adalah dengan
cara proteksi katodik, coating, pembalutan dan penggunaan chemical inhibitor.
1. Proteksi Katodik
Untuk mencegah terjadinya proses korosi atau setidak-tidaknya untuk memperlambat
proses korosi tersebut, maka dipasanglah suatu anoda buatan di luar logam yang akan
diproteksi.
Daerah anoda adalah suatu bagian logam yang kehilangan elektron. Ion positifnya
meninggalkan logam tersebut dan masuk ke dalam larutan yang ada sehingga logam tersebut
berkarat.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
32
Terlihat disini karena perbedaan potensial maka arus elektron akan mengalir dari anoda
yang dipasang dan akan menahan melawan arus elektron dari logam yang didekatnya,
sehingga logam tersebut berubah menjadi daerah katoda. Inilah yang disebut Cathodic
Protection.
Dalam hal diatas elektron disuplai kepada logam yang diproteksi oleh anoda buatan
sehingga elektron yang hilang dari daerah anoda tersebut selalu diganti, sehingga akan
mengurangi proses korosi dari logam yang diproteksi. Anoda buatan tersebut ditanam dalam
suatu elektrolit yang sama (dalam hal ini tanah lembab) dengan logam (dalam hal ini pipa)
yang akan diprotekasi dan antara dan pipa dihubungkan dengan kabel yang sesuai agar proses
listrik diantara anoda dan pipa tersebut dapat mengalir terus menerus.
2. Coating
Cara ini sering dilakukan dengan melapisi logam (coating) dengan suatu bahan agar
logam tersebut terhindar dari korosi.
a. Pelapisan dengan semen (concrete coating)
Pelapisan ini digunakan pada pipa yang akan dipasang pada daerah air laut, dimana
ketebalan semen diharapkan akan dapat menghindarkan kontaminasi secara langsung antara
air laut dengan permukaan pipa dan juga selain itu lapisan semen ini juga digunakan sebagai
pemberat pipa yang akan diletakkan didasar laut sehingga tidak memerlukan lagi pemberat.
Namun kelemahan dari pelapisan semen pada jaringan pipa dasar laut adalah sulit sekali
untuk melakukan pemeliharaan atau melakukan inspeksi dengan peralatan yang sederhana,
hal ini disebabkan jaringan pipa tersebut sudah tertutup lumpur didasar laut. Untuk keperluan
pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan intelegent pig yang dimasukkan dalam
jaringan pipa dan didorong oleh fluida yang mengalir pada jaringan pipa tersebut. Dengan
pekerjaan yang relatif sederhana intelegent pig dapat memberikan informasi tentang cacat
yang ada pada jalur pipa transportasi cukup akurat, baik jenis cacatnya maupun lokasi dimana
cacat itu berada. Sehingga sangat memudahkan bagi kita untuk memperbaikinya.
b. Pengecatan (Painting)
Pengecatan untuk subsea pipeline hanya mungkin dilakukan pada awal instalasi,
sehingga untuk pipa yang terendam air pemeliharaan dengan cara pengecatan tidak mungkin
dan tidak dilakukan. Pemeliharaan dengan pengecatan dilakukan untuk instalasi pipa yang
berada pada bagian permukaan.
Dalam pengecatan perlu diperhatikan penggunaan cat yang sesuai dengan standart dan
ketebalan cat perlu diperhatikan, yaitu ketebalan antara primer coat, intermediate
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
33
coat dan top coat. Sebelum pipa dicat harus dilakukan sandblasting terlebih dahulu, untuk
memastikan bahwa tidak ada air atau kotoran yang dapat menyebabkan korosi setelah
dilakukan pengecatan. Untuk subsea pipeline cara ini tidak dilakukan karena umur cat yang
terbatas, sehingga untuk subsea pipeline cara yang sering digunakan yaitu dengan cara
pelapisan dengan meggunakan semen atau aspal.
c. Pemakaian Bahan-Bahan Kimia (Chemical Inhibitor)
Untuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan kimia yang disebut inhibitor
corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan pelindung pada permukaan metal.
Lapisan molekul pertama yang tebentuk mempunyai ikatan yang sangat kuat yang
disebut chemis option. Corrosion inhibitor umumnya berbentuk fluid atau cairan yang
diinjeksikan pada production line. Karena inhibitor tersebut merupakan masalah yang penting
dalam menangani kororsi maka perlu dilakukan pemilihan inhibitor yang sesuai dengan
kondisinya. Material corrosion inhibitor terbagi 2, yaitu :
1) Organik Inhibitor
Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbon
dalam senyawanya. Material dasar dari organik inhibitor antara lain: Turunan asam
lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine, amida, asetat, oleat, senyawa-senyawa
amfoter.
2) Inorganik Inhibitor
Inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur karbon
dalam senyawanya. Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain kromat, nitrit,
silikat, dan pospat.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
34
BAB VIII
STUDY KASUS
Masalah :
Pada pembuatan Baja COR CF8M (SS 316), Nikel adalah unsur yang sangat penting pada
pembuatan baja tahan karat coran. Diantara bahan baku lainnya nikel adalah yang paling
tinggi mencapai $ 17.770/Kg dan saat ini masih diimpor.
Solusi :
Menggunakan ferronikel yang dipadu dengan krom (Fe-Ni-Cr) yang memiliki ketahan korosi
hampir sama dengan nikel. Penambahan kadar Fe-Ni-Cr lokal memberikan efek negative
terhadap ketahanan korosi. Pada kadar 23% Fe-Ni-Cr dan 45% Fe-Ni-Cr ketahanan korosinya
mendekati ketahanan korosi kadar 0% Fe-Ni-Cr atau Nikel murni
Alasan :
Di Pomala Sulawesi Tenggara terdapat bahan galian berupa Ferronikel yang saat ini lebih
banyak diwkspor keluar negeri untuk ekstraksi terhadap nikelnya.Disamping itu minim sekali
pemanfaatan ferronikel untuk kebutuhan industri pengecoran dalam negeri.
2013
Baja Tahan Karat
D3 Teknik Mesin -PLN
35
DAFTAR PUSTAKA
________ . 2011. Stainless steel (baja tahan karat).
http://drganjoz.blogspot.com/2011/02/blok-7-lbm-5.html. 19 Februari 2013
Erie . 2010. Baja Tahan Karat http://mantantukanginsinyur.blogspot.com/2010/11/baja-
tahan-karat.html .19 Februari 2013
Honeycombe, Robert. 1995. Steels Microstructure and Properties . London : Edward Arnold
Nugroho, Dipo. Klasifikasi Stainless Steel. http://prototyping.multiply.com/journal/item/3/.
19 Februari 2013
Surdia, Tata . 1984. Pengetahuan Bahan Teknik.Jakarta : Pradnya Paramita
Supraba . Baja Stainless Steel . http://supraba.blogspot.com/2010/05/baja-stainless-
steel_31.html. 19 Februari 2013
Wisdatika, Anisa . Stainless Steel dapat Mengalami Korosi .
http://tsffaunsoed2009.wordpress.com/2012/05/24/stainless-steel-dapat-mengalami-
korosi/ 19 Februari 2013
Vlack, Lawrence H. Van .1987.Elements of Materials Science and Engineering. Jakarta :
Erlangga
top related