Elemen pembentuk baja tahan karat austenitik

Elemen pembentuk baja tahan karat austenitik

Pipa baja tahan karat merupakan paduan berbahan dasar besi dengan fraksi massa elemen paduan berkisar antara 12% hingga lebih dari 50%. Unsur paduan mempengaruhi kestabilan fasa austenit, ferit dan martensit sehingga mempengaruhi hubungan kesetimbangan antar fasa yang berkaitan dengan kestabilan. Unsur-unsur yang ditambahkan pada baja tahan karat dapat dibagi menjadi unsur-unsur yang membentuk ferit stabil dan unsur-unsur yang membentuk austenit stabil. Martensit merupakan produk transformasi fasa yang terbentuk ketika austenit mendingin dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika austenit tidak terbentuk pada suhu tinggi, maka fasa martensit tidak akan diperoleh pada suhu rendah.

Pipa baja tahan karat austenitik mengandung kandungan nikel yang tinggi dan unsur pembentuk austenit lainnya, yang mendorong pembentukan fase austenit, sehingga stabil pada suhu kamar atau bahkan suhu yang lebih rendah. Pipa seamless baja tahan karat feritik mengandung unsur-unsur yang melemahkan pembentukan austenit, seperti kandungan kromium yang tinggi, menjadikan ferit sebagai komponen fasa yang dominan. Pipa baja tahan karat martensit memiliki struktur austenit pada suhu tinggi. Namun austenit ini tidak stabil dan berubah selama pendinginan. Struktur mikro pipa baja tahan karat dapat dikontrol dengan keseimbangan antara unsur pembentuk austenit dan unsur pembentuk ferit. Penyesuaian keseimbangan antara kedua elemen tersebut berperan penting dalam sifat mekanik, ketahanan korosi dan kemampuan las pipa baja tahan karat.
Menambahkan aluminium, titanium, tembaga, dan molibdenum ke pipa seamless baja tahan karat dapat meningkatkan reaksi pengendapan dan memperkuat baja. Pipa seamless baja tahan karat martensit pengerasan presipitasi (PH) yang mengandung Cu, AI dan Mo dapat memperoleh kekuatan luluh suhu ruangan melebihi 1375MPa (200k8i) setelah perlakuan panas. Pipa seamless baja tahan karat austenitik sering kali mengandung titanium dan aluminium untuk membentuk fase presipitasi nikel-titanium dan nikel-aluminium, yang fungsinya mirip dengan fase penguatan presipitasi pada superalloy berbasis nikel. Aluminium merupakan pembentuk ferit dalam larutan padat, sedangkan tembaga merupakan pembentuk austenit lemah. Endapan dengan komposisi mendekati tembaga murni dapat digunakan untuk memperkuat baja martensit seperti baja 174PH. Unsur pembentuk ferit antara lain: kromium, molibdenum, silikon, niobium, titanium, aluminium, vanadium, dan tungsten. Unsur pembentuk austenit antara lain: nikel, mangan, karbon, nitrogen, tembaga, dan kobalt.