18-8 Baja tahan karat: Komposisi, Pertunjukan & Penggunaan

1. Ringkasan eksekutif

“Baja tahan karat 18-8” adalah nama umum untuk keluarga baja tahan karat austenitik yang bercirikan kasar 18% kromium Dan 8% nikel (karenanya “18-8”).

Anggota yang paling terkenal adalah Jenis 304 (S30400 AS / DI DALAM 1.4301). 18-8 paduan adalah bahan terbaik dari teknologi tahan karat karena menggabungkan ketahanan terhadap korosi yang luas, sifat mampu bentuk yang sangat baik, ketangguhan tinggi, dan fabrikasi sederhana.

Sebenarnya tidak, Namun, pilihan terbaik untuk lingkungan klorida yang agresif atau aplikasi mulur suhu tinggi — dalam kasus tersebut paduan dengan tambahan molibdenum, struktur mikro yang stabil atau dupleks, atau paduan berbasis nikel lebih disukai.

2. Apa yang dimaksud dengan “18-8” — definisi dan ruang lingkup

“18-8” bersifat informal, deskriptor sejarah yang menunjuk Baja tahan karat dengan sekitar 18 berat% kromium Dan 8 berat% nikel—Komposisi baja tahan karat austenitik klasik yang diperkenalkan pada awal abad ke-20.

Ini biasanya mengacu pada 300-seri austenitik keluarga: terutama Jenis 304 dan variannya (304L, 304H), ditambah nilai stabil terkait (MISALNYA., 321, 347) yang berbagi 18–20% Cr / 8–10% basis Ni tetapi tambahkan titanium atau niobium untuk mengontrol pengendapan karbida.

Poin-poin penting:

• “18-8” adalah singkatan praktis — tentukan nilai pastinya (MISALNYA., 304, 304L, 321) dalam pengadaan.
• Struktur mikro austenitik distabilkan oleh Ni; Cr memberikan kepasifan dan ketahanan oksidasi.

3. Nilai dan standar yang khas

Umum digunakan secara komersial 18-8 varian termasuk:

• Jenis 304 (S30400 AS / DI DALAM 1.4301) — standar 18-8 tahan karat; tujuan umum.
• Ketik 304L (S30403 / 1.4306) — varian rendah karbon (≤0,03%C) untuk mengurangi sensitisasi selama pengelasan.
• Ketik 304H (S30409 / 1.4307) — karbon lebih tinggi (≈0,04–0,10%) untuk meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi.
• Jenis 321 (S32100 / 1.4541) — Distabilkan dengan Ti untuk ketahanan yang lebih baik terhadap korosi antar butir setelah terpapar pada kisaran 450–850 °C.
• Jenis 347 (S34700 / 1.4550) — Nb-stabil setara dengan 321.

Standar yang mencakup nilai-nilai ini meliputi ASTM A240 / A240M (piring, lembaran), ASTM A276 (bar), ASME/ASME II, dan setara EN/ISO. Selalu rujuk standar yang tepat dan nomor UNS/EN dalam spesifikasi.

4. Komposisi Kimia dari 18-8 baja tahan karat

5. Sifat mekanik dari 18-8 baja tahan karat

Tabel di bawah memberikan sifat mekanik yang representatif untuk tipikal 18-8 Baja tahan karat austenitic (MISALNYA., Jenis 304 keluarga) dalam larutan-anil / kondisi anil.

6. Fisik & Sifat termal

• Kepadatan: ≈ 7.9 g·cm⁻³.
• Modulus elastisitas (E): ≈ 193–200 IPK.
• Konduktivitas termal: relatif rendah untuk logam, ≈ 14–16 W·m⁻¹·K⁻¹ pada 100 ° C. (turun seiring suhu).
• Koefisien ekspansi termal: ≈ 16–17×10⁻⁶ K⁻¹ (20–100 ° C.) — lebih tinggi dari baja karbon, penting untuk desain sambungan termal.
• Kisaran leleh: solidus ~ 1375–1400 ° C., cair ~ 1400–1450 °C (tergantung komposisi).
• Perilaku magnetis: pada dasarnya non-magnetik dalam kondisi anil; pengerjaan dingin atau pembentukan martensit menimbulkan feromagnetisme ringan.

Batas layanan suhu: penggunaan terus menerus hingga ~400–800 °C dimungkinkan tergantung pada paduan dan lingkungan; waspadalah terhadap zona sensitisasi (~425–850 °C) dan karburisasi/oksidasi pada suhu tinggi.

Untuk kekuatan T tinggi yang berkelanjutan, pertimbangkan 304H, 309, 310 atau paduan suhu tinggi lainnya.

7. Perilaku korosi — kekuatan dan keterbatasan

Kekuatan

• Ketahanan korosi umum yang baik dalam mengoksidasi atmosfer dan banyak bahan kimia (asam/basa) pada suhu sekitar.
  Film pasif Cr₂O₃ memberikan kegunaan luas dalam makanan, arsitektur dan banyak lingkungan proses.
• Kebersihan dan kebersihan yang baik, itulah alasannya 18-8 banyak digunakan dalam makanan, minuman dan peralatan medis.

Batasan

• Korosi lubang dan celah pada klorida: tanpa Mo, 18-8 rentan terhadap serangan lokal pada media yang mengandung klorida (air laut, air asin) terutama pada suhu tinggi atau di celah-celah.
  Jika ada klorida, Jenis 316 (dengan Mo) atau paduan dupleks sering dipilih.
• Retak korosi akibat tegangan (SCC): Austenitic 18-8 baja rentan terhadap SCC yang diinduksi klorida di bawah tekanan tarik dan suhu tinggi; menghindari kombinasi tegangan tarik + klorida + suhu.
• Korosi antar butir (sensitisasi): terjadi setelah paparan pada suhu 425–850 °C kecuali pada suhu rendah (304L) atau nilai stabil (321/347) digunakan.
• Korosi galvanik: ketika digabungkan dengan paduan yang lebih mulia, 18-8 dapat bertindak sebagai anoda dalam elektrolit tertentu — dirancang untuk menghindari kontak logam yang berbeda atau memberikan isolasi.

Aturan seleksi praktis: Untuk servis umum di mana terjadi kondisi klorida atau reduksi berat, mengevaluasi 316 (Mo), super-austenitik, rangkap atau Paduan Nikel.

8. Pembuatan: pembentukan, pemesinan, pengelasan dan penyambungan

Pembentukan

• Kemampuan bentuk yang sangat baik dalam kondisi anil karena keuletannya yang tinggi. Gunakan peralatan yang tepat untuk memperhitungkan springback (lebih tinggi dari baja ringan) dan perilaku pengerasan kerja yang kuat.
• Gambar yang dalam & pemintalan umum digunakan pada peralatan masak dan wadah berdinding tipis.

Pemesinan

• Terkenal “bergetah” dibandingkan dengan baja karbon; baja tahan karat austenitik mengeras saat dipotong, yang meningkatkan keausan alat. Praktik terbaik:

• • Gunakan perkakas yang kaku, alat rake karbida positif.
  • Gunakan kecepatan potong sedang, pakan yang tinggi untuk hidup seadanya, dan cairan pendingin yang melimpah untuk menghindari penumpukan tepian dan panas.
  • Gunakan ujung yang tajam dan pemecah serpihan.

Pengelasan & bergabung

• Kemampuan las yang luar biasa dengan metode umum (GTAW, Gawn, SMAW, FCAW). Poin-poin penting:

• • Gunakan rendah karbon (304L) untuk rakitan yang dilas dimana sensitisasi pasca pengelasan menjadi perhatian.
  • Gunakan logam pengisi yang sesuai (MISALNYA., 308Pengisi tahan karat L/308 untuk 304 logam dasar) untuk mencocokkan kimia dan menghindari keretakan panas.
  • Kontrol masukan panas & suhu antar lintasan; panas yang berlebihan memperluas zona peka.
  • Anneal solusi pasca pengelasan (1050–1100 °C) diikuti dengan pendinginan cepat dapat mengembalikan ketahanan terhadap korosi jika memungkinkan; seringkali tidak layak untuk struktur rakitan.
    Atau, gunakan kadar C rendah atau stabil untuk menghindari kebutuhan PWHT.
  • Waspadai retak solidifikasi pada beberapa konfigurasi las — ikuti prosedur WPS dan prakualifikasi yang memenuhi syarat.

bergabung lainnya

• mematri, pematerian, ikatan perekat digunakan dengan fluks dan persiapan permukaan yang sesuai. Ikatan perekat seringkali memerlukan aktivasi permukaan (api, plasma, etsa kimia).

9. Perlakuan panas & pemrosesan termal

• Tidak dapat diperkeras dengan pendinginan & melunakkan (Austenitic 18-8 tidak membentuk martensit melalui perlakuan panas seperti baja karbon).
• Solusi anil: khas di 1010–1120 °C diikuti dengan pendinginan cepat (air) untuk melarutkan karbida dan mengembalikan ketahanan terhadap korosi dan keuletan. Digunakan setelah pengelasan/pekerjaan dingin yang berat jika memungkinkan.
• Anil pelepas stres: manfaat terbatas; jika dilakukan, hindari suhu dalam kisaran sensitisasi kecuali diikuti dengan anil larutan.
• Penuaan: paparan yang terlalu lama terhadap 475 ° C. (475 Penggetasan °C) pada beberapa paduan besi-nikel-kromium dapat melemahkan material — hal ini tidak lazim terjadi 304, tapi berhati-hatilah dalam paparan jangka panjang.

10. Penyelesaian permukaan, pasif dan pembersihan

• Selesai mekanis: 2B, BA, No.1, No.4 (disikat) dll.. Pilih selesai untuk aplikasi: dipoles untuk sanitasi, matte untuk arsitektur.
• Acar & Pasifan: pengawetan kimia menghilangkan warna panas dan besi yang tertanam; Pasifan (perawatan asam nitrat atau sitrat) memulihkan dan memperkuat film pasif—penting setelah pengelasan atau fabrikasi.
  Pasifasi asam sitrat semakin disukai karena alasan keamanan dan lingkungan.
• Electropolishing: mengurangi kekasaran permukaan dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi (berguna dalam industri farmasi/makanan).
• Pembersihan: hindari pembersih yang mengandung klor; lebih suka pembersih atau deterjen basa ringan diikuti dengan bilas air minum. Untuk penggunaan sanitasi yang kritis, memvalidasi cara pembersihan.

11. Aplikasi Khas dari 18-8 baja tahan karat

• Layanan makanan dan peralatan pengolahan: tenggelam, Konveyor, tangki — higienis, mudah dibersihkan.
• Permukaan dan trim arsitektur: tahan lama, hasil akhir yang tahan korosi.
• Barang-barang rumah tangga: alat makan, peralatan masak, panel peralatan.
• Peralatan proses kimia (layanan ringan): perpipaan, katup untuk lingkungan non-klorida.
• Pengencang, Mata air (saat pengerjaan dingin), instrumentasi: menggunakan pengerasan kerja untuk fungsi mekanis.
• Peralatan medis dan implan (pilih nilai, manufaktur yang terkendali): karena biokompatibilitas dan sterilisasinya (tapi tidak semua 18-8 variannya berkelas medis).

12. Perbandingan dengan Paduan Terkait

13. Kesimpulan

18-8 baja tahan karat mewakili salah satu sistem material yang paling seimbang dan banyak diadopsi dalam teknik modern.

Dengan menggabungkan kira-kira 18% kromium dan 8% nikel, ia mencapai struktur mikro austenitik stabil yang menghasilkan perpaduan ketahanan korosi yang luar biasa, keandalan mekanis, Kemampuan formulir, dan kemampuan las.

Karakteristik ini menjelaskan dominasinya yang sudah lama ada dalam pengolahan makanan, peralatan kimia, struktur arsitektur, Kapal Tekanan, dan aplikasi industri umum.

 

FAQ

Apa arti “18-8” pada baja tahan karat?

“18-8” mengacu pada komposisi kimia nominal kira-kira 18% kromium dan 8% nikel.

Komposisi ini menstabilkan struktur austenitik, memberikan ketahanan terhadap korosi, keuletan, dan perilaku non-magnetik dalam kondisi anil.

Adalah 18-8 stainless steel sama dengan Type 304?

Jenis 304 adalah nilai standar yang paling umum dalam 18-8 keluarga.

Sedangkan “18-8” adalah istilah industri umum, Jenis 304 (dan variannya seperti 304L dan 304H) mewakili spesifikasi yang ditentukan secara tepat berdasarkan standar internasional.

Adalah 18-8 magnet baja tahan karat?

Dalam kondisi larutan anil, 18-8 baja tahan karat pada dasarnya non-magnetik. Namun, pengerjaan dingin dapat menyebabkan transformasi martensit parsial, menghasilkan sedikit respon magnetik.

Apa keuntungan utama dari 18-8 baja tahan karat di atas baja tahan karat dupleks?

18-8 baja tahan karat menawarkan sifat mampu bentuk yang unggul, pengelasan lebih mudah, ketangguhan suhu rendah yang lebih baik, dan biaya material dan fabrikasi yang lebih rendah.

Baja tahan karat dupleks memberikan kekuatan yang lebih tinggi dan ketahanan klorida yang lebih baik tetapi lebih sulit untuk diproses.