Apa sih logam stainless steel itu & dari mana sejarahnya?

Kali ini saya akan membahas mengenai logam stainless steel, tapi sebelumnya sudah tau ga sih kalian mengenai jenis logam ini? Jika belum terus membaca artikel ini ya untuk mencari tahu lebih jelas mengenai logam stainless steel.

Mengenal Logam Stainless Steel

Stainless steel sendiri merupakan salah satu jenis logam yang paling banyak digunakan dalam pembuatan mebel hingga berbagai cover mesin berteknologi tinggi sehingga dalam penjualannya terus mengalami peningkatan di tiap tahunnya, hal ini dikarenakan sifat stainless steel yang tahan karat dan memiliki karakteristik yang menguntungkan dibanding logam lainnya.

Dalam aplikasinya, logam stainless steel terdapat beberapa tuntutan yang dihasilkan dari karakteristik materialnya sehingga banyak digunakan untuk mebel, bangunan dan industri konstruksi. Ini dikarenakan logam stainless steel yang sudah dibentuk akan memiliki penampilan yang menarik, tahan korosi, minim perawatan dan berkekuatan lebih tinggi.

Jika dilihat dari survey pengguna terlebih dalam dunia ndustri yang mengadopsi logam stainless steel untuk perlengkapan industri mereka memiliki alasan yang sama yakni logam stainless steel tidak membutuhkan perlakuan tambahan seperti surface treatment, pengecatan, pelapisan dan lain sebagainya untuk melakukan pelayanan dalam karakteristik fugsionalnya.

Cukup kompleks bukan fungsi material logam anti karat ini untuk dunia industri, yups meskipun faktanya jika logam stainless steel asli terbilang cukup mahal bahkan sangat mahal jika dibandingkan dengan baja karbon biasa (plain carbon steels).

Mencari tahu "sejarah stainless steel"

Dalam sejarahnya, pengelompokan paduan logam  stainless steel telah dimulai pada tahun 1913 tepatnya berada di kota Sheffield, Inggris. Logam ini diciptakan oleh Harry Brearley dimana beliau telah mencoba berbagai macam jumlah unsur yang dicampur dengan baja untuk kemudian menerapkannya pada tong pistol baja (gun barrel steels), dan ternyata diketahui bahwa sampel yang diambil dari alat tersebut tidak mengalami karat meskipun ditempatkan pada suhu ruangan bertemperatur tinggi dan juga sulit untuk dietsa (proses dengan menggunakan asam kuat untuk mengikis bagian permukaan logam yang tak terlindungi untuk menciptakan desain pada logam).

ketika ia menginvestigasi material yang mengundang keheranan ini, ia menemukan bahwa baja tersebut mengandung sebanyak 13 % unsur chromium. Hal ini merupakan titik awal dari pengembangan stainless steel dan menjadikan kota Sheffield menjadi terkenal akan penghasil baja stainless, dan kebetulan sekali dimana negara Perancis waktu itu juga mengambil bagian dalam pengembangan stainless steel dan baja stainless austenitic untuk pertama kalinya dibuat di negara tersebut.

Keluarga Logam Stainless steel

Stainless steel merupakan salah satu keluarga logam  dari keluarga besar logam ferro berdasarkan klasifikasi  logam baja (Fe+C = Fe3C) dan klasifikasi logam baja paduan tinggi (high alloy) dengan unsur perpaduan mencapai lebih dari 8-10 %, stainless steel sendiri memiliki unsur paduan utama yakni Chromium(Cr) dan Nickel(Ni).

Terdapat 5 pembagian dari  keluarga stainless steel yaitu:

• Austenitic Stainless Steels
• Ferritic Stainless Steels
• Martensitic Stainless Steels
• Duplex Stainless Steels
• Precipitation Hardening Stainless Steels

Meskipun semua stainless steel tergantung pada presentase unsur chrome (sebagian besar) dan nickel, elemen paduan lainnya juga sering ditambahkan untuk meningkatkan sifat-sifat stainless steel tersebut menjadi lebih baik lagi. Kategori stainless steel tidak seperti pada logam-logam alamiah pada umumnya dimana struktur kirstal yang dapat berubah-ubah pada suhu kamar (stabil) tergantung presentase unsur chrome dan nickel yaitu FCC (austenitic), BCC(ferritic), penggabungan FCC dan BCC (Duplex) dan BCT (Martensitic).

1. Austenitic Stainless Steels

Kelompok ini terkandung paling sedikit 16% chromium dan  6% nickel and range hingga paduan tinggi (high alloy) atau “super austenitics” seperti AISI 904L dan 6% molybdenum grades. Penambahan elemen paduan lainnya bisa dilakukan terhadap stainless steel ini seperti  molybdenum, titanium atau copper untuk memodifikasi atau meningkatkan sifat-sifatnya.

Jenis stainless steel ini sangat cocok untuk pengaplikasian kondisi-kondisi kritis (critical applications) yang melibatkan temperatur tinggi dengan performa ketahanan korosi tidak berkurang. Grup ini juga sangat cocok untuk apllikasi material cryogenic (material yang beroperasi pada temperatur rendah).

Stainless steel austenitic sebenarnya merupakan sifat-sifat struktur kristal FCC yang didominasi oleh pengaruh unsur nickel, ini tentunya membuat unsur nickel mampu mencegah kerapuhan jika ditempatkan dalam temperatur rendah sehingga membuat stainless steel ini memiliki karakteristik kuat untuk menjadi material cryogenic.

2.Ferritic Stainless Steels

Stainless steel ini merupakan baja dengan paduan murni unsur chromium (10.5 to 18%) grades tanpa nickel seperti Grade AISI 430 dan AISI 409. Kemampuan ketahanan korosinya masuk kedalam kelas menengah (moderate) dan sifat fabrikasinya rendah dengan ditingkatkan melalui cara menambah paduan lain lebih banyak seperti Grades AISI  434 dan AISI 444 dan juga AISI 3CR12.

3.Martensitic Stainless Steels

Martensitic stainless steels adalah juga didasarkan terhadap penambahan unsur chromium sebagai paduan utama (major alloying element) tetapi dengan kadar karbon ditinggikan dan pada umumnya kadungan unsur chrome direndahkan yakni dengan takaran minimal (e.g. 12% pada Grade AISI 410 dan AISI 416) dari pada jenis ferritic di atas takaran minimal, sedangkan Grade AISI 431 memiliki kandungan unsur chrome berkisar 16% akan tetapi struktur mikronnya masih berupa martensite meskipun level kendungan chromium-nya tinggi yang disebabkan kandungan 2% nickel di dalamnya.

4. Duplex Stainless Steels

Duplex stainless steels seperti AISI 2304 dan AISI 2205 dimana kode ini mengindikasikan komposisi unsur chromium dan Nickel sebanyak 23% chromium, 4% nickel dan 22% chromium, 5% nickel, dan juga  unsur-unsur paduan lain dalam jumlah rendah. Logam stainless steel ini memiliki struktur mikro penggabungan atau pencampuran antara austenite dan ferrite yang sebanding 50:50 persen, Duplex ferritic – austenitic steels mengkombinasikan beberapa fitur dari setiap kelas.

Stainless steel ini tahan terhadap tegangan retak korosi (stress corrosion cracking) meskipun tak sebaik baja ferritic dan juga memiliki ketangguhan lebih baik dari stainless steel ferritic namun masih di bawah stainless steel austenitic dan kekuatannya lebih besar di banding stainless steel austenitic yang sudah dianil.

Sebagai tambahan, duplex stainIess steel memiliki ketahanan korosi yang sama baik dengan tipe 304 dan 316, dan pada umummnya ketahan korosi pitting lebih tinggi dibanding AISI 316. Stainless steel ini kehilangan ketangguhan ketika tengah berada dalam temperatur berkisar–50°C dan ulet di atas 300°C sehingga penngunaannya hanya untuk range temperature tersebut.

5. Precipitation Hardened Stainess Steel

Precipitation hardening stainless steels merupakan kandungan chromium dan nickel dalam baja yang terkombinasi optimum dari sifat grades martensitic dan austenitic, seperti layaknya martensitic grades yang diketahui memiliki karakteristik berkekuatan tinggi maka dengan melalui serangkaian heat treatment dan juga peranan ketahanan korosi yang diambil oleh sebagian sifat austenitic stainless steel maka stainless steel ini tergolong spesial dari pada stainless steel lainnya.

Kekuatan tarik tinggi dari  precipitation hardening stainless steels dihasilkan sesudah dilakukan serangkaian proses heat treatment yang selanjutnya didapat pengerasan pengendapan(precipitation hardening) dari matriks martensitic ataupun austenitic.Pengerasan ini dicapai melalui penambahan satu dari beberapa unsur seperti Copper, Aluminium, Titanium, Niobium, dan Molybden

Jenis Stainless steel pecipitation hardening yang sebagian besar diketahui adalah AISI 17-4 PH. Penamaan ini berasala dari penambahan unsur chromium dengan presentase 17%  dan  4% Nickel. Ia juga terkandung  4% Copper dan 0.3% Niobium. 17-4 PH stainless steel juga dikenal sebagai  grade AISI 630.

Keuntungan dari SS precipitation hardening adalah bahwa mereka tersedia dalam kondisi perlakuan larutan(solution treated) dimana mudah dalam proses pemesinan,biasanya dilunakkan terlebih dahulu. Setelah proses pemesiana atau metoda-metoda fabrikasi lainnya maka dengan perlakuan panas pada temperatur rendah bisa di lakukan untuk menaikkan kekuatannya kembali.Prose perlakuan ini biasanya dikenal dengan istilah penuaan(ageing) atau pengerasan sendiri dengan pertambahan waktu saat distemper (age-hardening).

Characterisation

Stainless steel Precipitation hardening dikarakterisasikan kedalam 3 kelompok berdasarkan struktur mikro akhir sesudah heat treatment, dan ketiga jenis tersebut adalah :

• martensitic (e.g. 17-4 PH)
• semi-austenitic (e.g. 17-7 PH)
• austenitic (e.g. A-286)

1. Martensitic Alloys

Martensitic precipitation hardening stainless steels sebagian besar memiliki struktur mikro austenite ketika dilakukan annealing pada temperatur 1040 hingga 1065°C, dan selama pendinginan di temperatur kamar maka mereka segera bertransformasi dari struktur mikro austenite ke martensite.

2. Semi-austenitic Alloys

Bedahalnya dari martensitic precipitation hardening stainless steels, semi-austenitic precipitation hardening stainless steels  terbilang cukup liat dan bisa dilakukan pengerjaan dingin (cold worked). Semi-austenitc precipitation hardening stainless steels mampu menahan struktur mikro austenitic-nya pada temperatur kamar akan tetapi akan terbentuk struktur mikro martensite dalam temperatur yang lebih rendah.

3. Austenitic Alloys

Austenitic precipitation hardening steels mempertahankan struktur mikro austeniticnya sesudah dilakukan annealing dan dikeraskan (hardening) dengan penuaan (ageing) pada temperatur annealing diantara  1095 hingga 1120°C fasa precipitation hardening phase yang terlarut.

ketika didinginkan cepat fasanya bertahan dan tak sempat bertransformasi, dan ketika dipanskan kembali (reheated) hingga temperatur 650 sampai 760°C maka akan mengalami pengendapan (precipitation). Hal ini meningkatkan kekerasan dan kekuatan dari material, meskipun kekerasannya lebih rendah dibandingkan dengan martensitic ataupun semi-austenitic precipitation hardening stainless steels dengan catatan bahwa paduan Austenitic adalah non-magnetic.

Seberapa Kuat Precipitation-Hardening Stainless Steels ?

Kekuatan luluh dari  precipitation-hardening stainless steels memiliki range di angka yang berkisar diantara 515  hingga 1415 MPa, sedangkan kekuatan tarik maksimumnya berada dalam kisaran diantara 860 hingga 1520 MPa dengan elongation-nya yang berkisar antara 1 hingga 25%.

Stainless steel yang digunakan baik dalam rumah tangga maupun industri dapat berupa pipa schedule maupun ornamen, plat, siku, dan lain-lain dimana dalam logam stainless ini terkandung unsur nikel dimana nikel ini sendiri adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomer atom 28 dengan sifat tahan karat.

Dalam keadaan murni nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom dan logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Stainless yang sering digunakan adalah 316 kadar nikel diatas 10%, 304 kadar nikel 8%, 216 kadal nikel 4%, 210 kadar nikel 1% dan 430 dengan kadar nikel 0% (tidak mengandung nikel).

Aplikasi : perpaduan nikel, krom dan besi mampu menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang kemuadian banyak diaplikasikan pada rumah tangga yaitu dalam pembuatan aneka peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak), ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri (siku, AS, pipa stainless steel).

Macam-macam tipe finish stainless steel :

• 2D tipe ini memiliki permukaan kasar serupa dengan kulit jeruk.
• 2B permukaan halus dan warna yang silver . tipe ini paling umum digunakan untuk macam-macam aplikasi.
• No 4 tipe ini banyak digunakan untuk docorative. memiliki permukaan yang halus dengan garis-garis. alat dapaur, kantor, decorative hotels dan mail sudah banyak sekali menggunakan tipe ini.
• HL tipe ini serupa dengan no 4 tap memiliki garis/line lebih panjang Sering digunakan untuk lift/elevator, panel tiang dan dinding dan banyak lagi.
• BA tipe ini memiliki permukaan yang sangat halus, mengkilap dan daya pantul menyerupai kaca mirror. tipe ini digunakan untuk alat-alat dapur , reflector lampu, dekorasi hotel, rumah sakit dan alat rumah tangga.
• Mirror tipe ini memiliki daya kilap dan kemewahan yang paling berkualitas seperti kaca mirror. digunakan oleh , hotel-hotel berbintang , mall , rumah sakit dan perkantoran mewah.

Stainless steel mempunyai bermacam macam jenis dan kelas yang berbeda beda. Dengan penambahan austenite akan membuat stainless steel menjadi stabil. Unsur inilah yang membuat stainless steel menjadi non-magnetic (magnet tidak dapat menempel) dan rapuh pada suhu rendah. Untuk menambah kekuatannya biasanya di campur dengan karbon. disamping itu kadar campuran menentukan kualitas stainless steel, misalnya yang umum ditanyakan pada toko waktu membeli stainless adalah kadar nikelnya 1%,2%,4% 8% (semakin tinggi semakin baik ketahan terhadap korosi)atau mau pakai yang tidak pakai nikel juga ada.

Karena dapat dicampur dengan berbagai bahan yang beredabeda menjadikan stainless steel mempunyai banyak sekali jenis antara lain :

• Jenis -101 austenitic biasanya dipakai untuk cold working pada furniture
• Jenis-102 austenitic chromium dipakai untuk furniture
• Jenis Ser-200 austenitic-chromium-nikel-manganasse alloy terdiri atas 2 type
• Jenis -201 prosesny melalui cold working
• Jenis -202 no data Seri-300 ustenitic chromium-nikel alloy
• Jenis-301 sangat elastis biasanya untuk welding produk
• Jenis-302 sifatnya tahan korosikekuatannya lebih tinggi karena ditambah karbon
• Jenis-303 proses pembuatannya dengan penambahan belerang dan fosfor. Juga di sebut A1 sesuai dengan ISO 3506.
• Jenis-304 disebut juga A2
• Jenis-304L sama seperti kelas 304 tapi komposisi karbon lebih sedikit sehingga kekuatannya lebih lemah dari 304
• Jenis 304-LN jenis ini sama dengan 304L tapi dengan ditambah nitrogen untuk mendapatkan kekuatantegangan yang jauh lebih tinggi dari jenis 304L dan masih banyak lagi

Sekian pengenalan logam stainless steel lengkap berserta sejarahnya, kebetulan saya bekerja di perusahaan yang memproduksi aneka peralatan stainless steel untuk kebutuhan industri, kantor, restoran, hotel, dan rumah tangga yang juga bisa diorder dengan ukuran dan desain custom diluar standar dengan material stainless asli berkadar anti korosi tinggi.

Berikut refrensinya :

Jaya Stainless (PT. Bumi Mataritama), Alamat di Jl. Pahlawan Revolusi No.22b., Pondok Bambu, Duren Sawit, Jakarta Timur-13430 (kantor dan produksi kami terletak di antara Tip-Top Pondok Bambu dan Pankalan Jati). Untuk informasi lebih lanjut, hubungi kantor kami di 021-8613346 atau kami bantu lebih cepat via whatsapp di 081310045708 atau dapat mengirimkan inquiry via email responsif kami di bumata@gmail.com.