Dalam manufaktur industri dan aplikasi sehari-hari, baja tahan karat banyak digunakan karena ketahanan korosinya, kemudahan pembersihan, dan daya tarik estetika. Namun, dengan banyaknya kelas baja tahan karat yang tersedia di pasaran, memilih bahan yang paling sesuai untuk persyaratan tertentu menjadi sangat penting. Artikel ini berfokus pada dua kelas baja tahan karat umum - 303 dan 304 - yang memberikan perbandingan rinci tentang komposisi kimia, sifat fisik, karakteristik permesinan, dan skenario aplikasi mereka.

Baja tahan karat 303 adalah baja tahan karat austenitik yang dihargai karena kemampuan mesinnya yang luar biasa. Performa pemotongan yang unggul ini berasal dari kandungan sulfur yang lebih tinggi, biasanya berkisar antara 0,15% hingga 0,35%. Meskipun penambahan sulfur sedikit mengurangi ketahanan korosi dan ketangguhan, hal itu secara signifikan mengurangi kesulitan permesinan, membuat baja tahan karat 303 sangat menguntungkan untuk aplikasi permesinan.

Komponen utama baja tahan karat 303 meliputi 18% kromium dan 8-10% nikel. Sementara kromium dan nikel memberikan ketahanan korosi yang baik, penambahan sulfur mengurangi sifat ini. Sulfur bergabung dengan besi untuk membentuk inklusi sulfida yang bertindak sebagai pemutus chip dan pelumas selama permesinan, mengurangi gaya pemotongan dan meningkatkan efisiensi. Namun, inklusi sulfida yang sama ini menjadi titik lemah untuk korosi, membatasi daya tahan 303 di lingkungan tertentu.

Dibandingkan dengan baja tahan karat 304, 303 menawarkan kekuatan yang sedikit lebih tinggi tetapi mengurangi ketangguhan. Inklusi sulfida menghambat gesekan butiran, meningkatkan kekerasan dan kekuatan sekaligus mengurangi plastisitas dan ketangguhan. Untuk aplikasi yang membutuhkan ketahanan terhadap tegangan tinggi atau benturan, baja tahan karat 304 mungkin lebih tepat.

Keuntungan terbesar baja tahan karat 303 terletak pada kemampuan mesinnya yang luar biasa. Inklusi sulfida mendorong pemecahan chip, mencegah pengotoran alat dan secara signifikan meningkatkan efisiensi permesinan sekaligus mengurangi keausan alat. Kecepatan pemotongan untuk 303 bisa 20-50% lebih tinggi daripada untuk 304, yang secara substansial mengurangi siklus produksi dan biaya.

Kandungan sulfur berdampak buruk pada kemampuan las 303. Inklusi sulfida cenderung membentuk eutektik titik leleh rendah selama pengelasan, yang menyebabkan retak panas pada lasan. Oleh karena itu, 303 umumnya tidak direkomendasikan untuk aplikasi yang dilas. Jika pengelasan tidak dapat dihindari, teknik dan bahan yang tepat harus dipilih dengan tindakan pencegahan yang sesuai untuk meminimalkan risiko retak.

Meskipun baja tahan karat 303 menawarkan ketahanan korosi sedang, kinerjanya jauh lebih buruk daripada 304 di lingkungan korosif. Inklusi sulfida berfungsi sebagai titik awal untuk korosi, mempercepat degradasi material. 303 harus dihindari di lingkungan yang sangat korosif seperti kondisi laut atau asam, di mana baja tahan karat 304 atau 316 akan lebih tepat.

Baja tahan karat 303 mempertahankan ketahanan oksidasi yang baik selama paparan intermiten hingga 1400°F (760°C). Namun, paparan suhu tinggi yang berkepanjangan dapat menyebabkan sensitisasi - pengendapan karbida kromium pada batas butir yang menciptakan zona yang kekurangan kromium, mengurangi ketahanan korosi. Aplikasi harus meminimalkan paparan suhu tinggi yang berkepanjangan.

Karena risiko sensitisasi, 303 umumnya tidak dianggap sebagai bahan kelas makanan. Dalam peralatan pengolahan makanan yang menggunakan baja tahan karat 303, paparan suhu tinggi yang berkepanjangan harus dihindari, dengan metode pembersihan dan sanitasi yang tepat digunakan. Untuk lingkungan pengolahan makanan yang sangat kritis secara higienis, baja tahan karat 304 atau 316 direkomendasikan.

• Peralatan persiapan makanan: Konveyor, baki, kereta, dan unit pendingin di mana pembersihan yang mudah sangat penting
• Dirgantara: Poros, roda gigi, dan fitting pesawat terbang di mana anti-galling dan kemampuan mesin yang tinggi sangat penting
• Pengencang: Sekrup, mur, dan baut yang membutuhkan bentuk yang kompleks
• Komponen elektronik: Gasket, braket, dan elemen ventilasi yang mendapat manfaat dari sifat non-magnetik dan kemampuan mesin yang tinggi
• Mesin industri: Bushing, poros tempa, badan katup, dan komponen presisi yang membutuhkan permesinan ekstensif

Baja tahan karat 304 adalah baja tahan karat austenitik umum lainnya yang terkenal karena ketahanan korosinya yang sangat baik, kemampuan kerja yang baik, dan rentang aplikasi yang luas. Tidak seperti 303, 304 tidak mengandung sulfur, menawarkan ketahanan korosi dan kemampuan las yang lebih baik, meskipun dengan kemampuan mesin yang sedikit berkurang.

Baja tahan karat 304 terutama terdiri dari 18-20% kromium dan 8-10,5% nikel, dengan kandungan karbon maksimum 0,08%. Kromium dan nikel memberikan ketahanan korosi yang sangat baik dan plastisitas yang baik, sementara kandungan karbon yang rendah meningkatkan kemampuan las. Mangan dan silikon tambahan meningkatkan kekuatan, kemampuan bentuk, dan karakteristik pengelasan.

Baja tahan karat 304 menawarkan keseimbangan kekuatan dan ketangguhan yang sangat baik yang cocok untuk sebagian besar aplikasi. Dibandingkan dengan 303, 304 memiliki kekuatan yang sedikit lebih rendah tetapi ketangguhan yang unggul, membuatnya lebih baik untuk aplikasi tahan benturan atau operasi pembentukan dingin.

Baja tahan karat 304 menunjukkan kemampuan kerja yang baik melalui berbagai metode pembentukan seperti pembengkokan dingin, penarikan, dan pencetakan. Namun, dibandingkan dengan 303, kemampuan mesinnya lebih rendah, dengan kecenderungan yang lebih besar untuk adhesi chip ke alat. Parameter pemotongan dan bahan alat yang tepat sangat penting untuk permesinan yang efisien.

Baja tahan karat 304 mengelas dengan sangat baik menggunakan berbagai metode termasuk TIG dan pengelasan laser. Tidak adanya sulfur meminimalkan risiko retak panas, menghasilkan sambungan las yang kuat dan tahan korosi. Hal ini membuat 304 ideal untuk struktur yang dilas dan sistem perpipaan.

Baja tahan karat 304 memberikan ketahanan korosi yang sangat baik terhadap sebagian besar lingkungan termasuk atmosfer, air, asam, dan alkali. Kromium membentuk lapisan oksida pasif padat yang secara efektif memblokir media korosif. Ketahanan korosi yang luas ini membuat 304 cocok untuk aplikasi kimia, pengolahan makanan, dan medis.

304 mempertahankan ketahanan oksidasi dan kekuatan yang baik pada suhu tinggi, tahan terhadap paparan intermiten hingga 1600°F (870°C). Ini membuatnya cocok untuk boiler, penukar panas, dan peralatan suhu tinggi lainnya.

Baja tahan karat 304 secara universal diakui sebagai bahan kelas makanan, banyak digunakan dalam peralatan dan peralatan pengolahan makanan. Ketahanan korosi dan kemampuan pembersihannya yang sangat baik secara efektif mencegah kontaminasi makanan, memastikan keamanan.

• Peralatan pengolahan makanan: Tangki penyimpanan, perpipaan, dan wadah di mana ketahanan korosi dan kemampuan pembersihan sangat penting
• Peralatan konsumen: Wastafel, lemari es, dan mesin pencuci piring yang membutuhkan daya tahan, ketahanan korosi, dan estetika
• Otomotif: Sistem pembuangan, trim, dan kisi-kisi yang membutuhkan ketahanan korosi dan penampilan
• Perangkat medis: Instrumen bedah, alat gigi, dan implan yang membutuhkan biokompatibilitas dan kemampuan sterilisasi suhu tinggi
• Peralatan kimia: Reaktor, tangki penyimpanan, dan perpipaan yang tahan terhadap berbagai bahan kimia
• Dirgantara: Struktur pesawat terbang dan komponen mesin yang membutuhkan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, ketahanan korosi, dan stabilitas termal

• Persyaratan permesinan: 303 lebih unggul untuk operasi permesinan ekstensif ketika ketahanan korosi adalah yang kedua
• Kebutuhan pengelasan: 304 jelas lebih baik untuk aplikasi yang dilas atau operasi pembentukan dingin
• Lingkungan korosi: 304 harus dipilih untuk kondisi yang sangat korosif, sedangkan 303 cukup untuk lingkungan yang lebih ringan
• Pertimbangan biaya: 303 biasanya menawarkan biaya permesinan yang lebih rendah tetapi berpotensi biaya material yang lebih tinggi daripada 304
• Persyaratan kelas makanan: 304 adalah pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi pengolahan makanan untuk memastikan keamanan

Baja tahan karat 303 dan 304 menawarkan keuntungan yang berbeda untuk aplikasi yang berbeda. Memahami sifat dan karakteristik kinerja spesifik mereka memungkinkan insinyur dan desainer untuk membuat keputusan pemilihan material yang terinformasi yang mengoptimalkan kualitas dan kinerja produk. Perbandingan komprehensif ini memberikan wawasan yang diperlukan untuk memilih kelas baja tahan karat yang paling sesuai untuk aplikasi apa pun.