4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Dasar Teori
2.1.1 Jenis-jenis Stainless Steel
Stainless Steel atau baja tahan karat adalah baja paduan yang memiliki sifat atau karakter khusus.
“Stainless Steel adalah baja paduan dengan kandungan kromium Cr minimal 12 . Komposisi ini membentuk lapisan pelindung anti
korosi Cr
2
O
3
yang merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap krom yang terjadi secara spontan”George E.Dieter, 1988: 142. Dengan proses oksidasi, lapisan ini
akan mudah terbentuk jika tergores ataupun mengalami proses permesinan. Meskipun seluruh kategori stainless steel didasarkan pada kandungan kromium
Cr, namun unsur paduan lainnya ditambahkan untuk memperbaiki sifat stainless steel sesuai dengan aplikasinya. Kategori stainless steel tidak hanya seperti baja
lain yang didasarkan pada besarnya persentase karbon tetapi didasarkan pada struktur metalurginya.
Secara garis besar terdapat tiga golongan utama dari stainless steel adalah sebagai berikut :
1. Tipe Martensitik
Baja ini merupakan paduan kromium dan karbon yang memiliki struktur martensit body-centered cubic BCC. Kandungan kromium umumnya berkisar
antara 10,5 – 18, dan karbon melebihi 1,2. Kandungan kromium dan
karbon dijaga agar mendapatkan struktur martensit. Keunggulan dari tipe martensitik, jika dibutuhkan kekuatan yang tinggi maka dapat di keraskan
5 hardening dan bersifat magnetis. Tipe stainless ini yang umum dipasaran
adalah 403, 410, 416, 420, 431. Secara umum aplikasi jenis ini yang sering kita temui adalah pisau, pegas, dan poros. Sifat lain dari tipe ini adalah kemampuan
untuk difabrikasi machineability baik.
Gambar 2.1 Struktur atom fasa martensit
2. Tipe Feritik
Baja tahan karat feritik mempunyai kandungan kromium umumnya kisaran 10,5
– 30. Kadar karbonnya relatif rendah. Baja tahan karat feritik ini umumnya tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas, namun dapat
dikeraskan dengan pengerjaan dingin. Pada baja tipe ini unsur sulfur ditambahkan untuk memperbaiki sifat mesin. Paduan ini merupakan
ferromagnetik dan mempunyai sifat ulet, machinability yang baik. Namun kekuatan di lingkungan suhu tinggi lebih rendah dibandingkan baja stainless
austenitik. Baja tahan karat tipe feritik mengandung unsur nikel yang sangat rendah, kurang dari 0,5 dan mempunyai struktur kristal padat body centered
cubicTipe yang umum di pasaran adalah 405, 430, 439, dan 446. Penggunaan secara umum adalah lebih pada pemakaian dekoratif arsitektur.
6
Gambar 2.2 Struktur atom fasa ferit
3. Tipe Austenitik
Baja stainless austenititk merupakan paduan logam besi-krom-nikel yang mengandung 16-20 kromium, 7-22 nikel, dan nitrogen. Tipe austenitik
mempunyai struktur kubus satuan bidang face centered cubic dan merupakan baja dengan ketahanan korosi yang tinggi. Struktur kristal akan tetap berfasa
austenit bila unsur nikel dalam paduan diganti mangan Mn, karena kedua unsur merupakan penstabil fasa austenit. Fasa austenitik tidak akan berubah
saat proses anil. Baja stainless austenitik tidak dapat dikeraskan dengan metode perlakuan panas heat treatment tetapi menggunakan metode pengerjaan
dingin. Umumnya jenis baja ini dapat tetap menjaga sifat austenitik pada temperatur ruang, lebih bersifat ulet dan memiliki ketahanan korosi yang lebih
baik dibandingkan baja stainless steel ferritik dan martensit.
7
Gambar 2.3 Struktur atom fasa austenitik
SS304 tergolong dalam kategori baja stainless steel austenitik yang sangat banyak kita temui. Komposisi unsur-unsur pemadu yang terkandung dalam SS304 akan
menentukan sifat mekanik dan ketahanan korosi. SS304 mempunyai kadar kromium yang cukup tinggi sebagai pembentuk lapisan Cr
2
O
3
yang protektif untuk meningkatkan ketahanan korosi.
Tabel 2.1. Komposisi kimia baja SS 304.
UNSUR MASSA
C 0,08
Mn 2
P 0,45
S 0,03
Si 0,75
Cr 18 -20
Ni 8
– 10,5 Fe
66,345 – 74
Berdasarkan unsur pemadu yang terkandung seperti dalam tabel diatas akan terbentuk sifat mekanis dari SS304 yaitu sebagai berikut :
8
Tabel 2.2 Sifat Mekanik SS304.
Rasio Poison 0,27
– 0,30 Kekuatan tarik
515 MPa Regangan
205 Pertambahan panjang
40 Kekerasan
88 HVN Modulus Elastisitas
193 GPa Densitas
8,03 grcm
3
2.1.2 Pengelasan GTAW Gas Tungsten Arc Welding
Kategori