TUGAS MATERIAL TEKNIK

BAJA TAHAN KARAT

Disusun Oleh :

Kelompok 3

Imran

Slamet Apriliyanto S

Saroni

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI KELAS B5

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SERANG RAYA

SERANG 2015

ABSTRAK

Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan stainless steel adalah

senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah

proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya

lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi

besi (Ferum). Korosi adalah suatu keadaan dimana logam mengalami pelapukan dan

kekuatan antar ikatannya melemah. Sehingga logam yang telah terkorosi menjadi lebih

mudah untuk dipatahkan.

Korosi disebabkan terbentuknya logam mengalami reaksi oksidasi menghasilkan

logam oksida. Oksigen yang terikat pada logam dapat berasal dari air (asam) ataupun

udara bebas. Jika suatu logam dibiarkan dalam udara terbuka, lama – kelamaan akan

mengalami korosi. Korosi bisa terjadi hampir pada semua jenis logam. Tidak terkecuali

campuran antara dua logam atau lebih. Tidak terkecuali material 316 stainless steel (316

SS). Fenomena korosi dapat dilakukan dengan menggunakan analisis microscope

digital images, sedangkan untuk analisis sinyal elektrokimia digunakan electrochemical

noise measurement.

ii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Stainless Steel (SS) atau baja stainless merupakan campuran baja yang

mengandung minimal 10,5% Cr. Hanya ada sedikit baja stainless yang

mengandung lebih dari 30% Cr. Karakteristik khusus baja stainless adalah

pembentukan lapisan film kromium oksida (Cr2O3). Lapisan ini berkarakter kuat,

tidak mudah pecah dan tidak terlihat secara kasat mata. Lapisan kromium oksida

dapat membentuk kembali jika lapisan rusak dengan kehadiran oksigen. Zat lain

yang ditambahkan sebagai komponen pembentukan baja stainless antara lain:

a. Molibdenum (Mo), berfungsi untuk memperbaiki ketahanan korosi pitting dan

korosi celah

b. Kromium (Cr), berfungsi meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk

lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi.

c. Nikel (Ni), berfungsi meningkatkan ketahanan korosi dalam media korosi netral

atau lemah. Selain itu, nikel juga meningkatkan ketahanan korosi tegangan.

d. Aluminium (Al), berfungsi meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada

temperetur tinggi.

e. Unsur karbon rendah dan unsur penstabil karbida (titanium atau niobium)

berfungsi menekan korosi batas butir pada material yang mengalami proses

sensitasi.

1.2. Rumusan Masalah

a. Apa itu baja tahan karat ?

b. Apa sajakah jenis - jenis baja tahan karat ?

c. Bagaiman penggunaan baja tahan karat di kehidupan sehari – hari ?

1.3. Tujuan

a Untuk mengetahui apa yang dimaksud baja tahan karat

b Untuk mengetahui jenis jenis baja tahan karat

c Untuk mengetahui penggunaan baja tahan karat di kehidupan sehari – hari

1

BAB II

PEMBAHASAN

1.1 Baja Tahan Karat

Baja tahan karat merupakan kelompok dari baja paduan yang mempunyai

sifat atau karakterisasi khusus. Ciri umum dari baja tahan karat adalah kadar

kromium (Cr) yang tinggi, mengandung minimal 10,5% Cr.. Kromium dengan besi

(Fe) dalam baja membentuk larutan padat atau solid solution.

Sifat utama dari baja tahan karat adalah ketahanannya yang tinggi terhadap

korosi, disamping memiliki sifat ketangguhan yang tinggi, mudah di mesin, mudah

dibentuk dan mampu las tinggi.

Krom membentuk sebuah lapisan tidak aktif , Kromium(III) Oksida (Cr2O3)

ketika bertemu Oksigen. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat, sehingga logamnya

akan tetap berkilau. Logam ini menjadi tahan air dan udara, melindungi logam yang

ada di bawah lapisan tersebut. Fenomena ini disebut Passivation dan dapat dilihat

pada logam yang lain, seperti pada Alumunium dan Titanium.

Pada dasarnya untuk membuat besi yang tahan terhadap karat, Krom

merupakan salah satu bahan paduan yang paling penting. Penambahan Kromium

(Cr) bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan oksida

(Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi.

Korosi merupakan proses degradasi sifat material disebabkan reaksi dengan

lingkungannya. Dua jenis mekanisma utama dari korosi adalah berdasarkan reaksi

kimia secara langsung, dan reaksi elektrokimia. Korosi menyebabkan logam

kehilangan elektron disekelilingnya untuk berikatan dengan air dan oksigen.

Semakin lemahnya besi akibat oksidasi atomnya dikenal dengan korosi

elektrokimia. Proses ini lebih dikenak dengan nama karat. Hasil dari suatu korosi

adalah senyawa oksida dan garam dari logam tersebut.

Korosi dapat terjadi pada di dalam medium kering dan medium basah :

1. Korosi yang terjadi pada medium kering adalah penyerangan logam besi oleh gas

oksigen atau oleh gas belerang.

2. Di dalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara

terdelokalisasi.

2

Faktor penting dalam korosi pada lingkungan adalah hujan, kabut atau

pengembunan akibat kelembaban relatif yang tinggi. Adanya tiga faktor sel

korosi yaitu anoda, katoda dan elektrolit. Laju atau tingkat keparahan suatu

logam pada korosi lingkungan umumnya ditentukan konduktivitas elektrolit yang

terlarut. Salah satunya yaitu lingkungan yang mengandung ion-ion klorida atau

lingkungan laut.

1.2 Jenis - Jenis Stainless Steel

Stainless steel di bagi dalam beberapa kelompok utama sesuai jenis dan

porsentase material sebagai bahan pembuatannya. Berdasarkan komposisi

pembentuknya, baja stainless dibagi menjadi 5 jenis, yaitu:

a. Austenitic Stainless Steel

Austenitik SS mengandung kromium antara 10,5 – 30 %, 7 - 22 % nikel,

nitrogen, molibdenum, titanium dan tembaga. Umumnya jenis baja ini dapat tetap

menjaga sifat austenitik pada temperature ruang, lebih bersifat ulet dan memiliki

ketahanan korosi lebih baik dibandingkan baja stainless ferritik dan martensit.

Sifat-sifat Dasar Baja Austenitic

Daya tahan korosi yang bagus dalam asam organik, industri, lingkungan

laut.

Kemampuan mengelas yang sangat bagus (semua proses)

Kemampuan membentuk, kemampuan pembuatan dan sifat kenyal yang

sangat bagus

Sifat-sifat suhu tingginya bagus dan suhu rendahnya sangat bagus

(kekerasan tinggi pada semua suhu)

Tidak mengandung magnit (jika dikuatkan)

Dapat dikeraskan hanya dengan dibentuk profil logam dengan temperatur

dingin (logam-logam campuran ini tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan

panas)

Pemakaian Umum

Alat pengatur cahaya floppy disk komputer (304)

Per kunci keyboard komputer (301)

Bak cuci dapur (304D)

Alat pemrosesan makanan

Aplikasi kearsitekan, alat kimia dan tanaman

3

b. Ferritic Stainless Steel

Ferritic SS mempunyai struktur kubus berpusat badan.. Unsur kromium

ditambahkan ke paduan sebagai penstabil ferrit. Kandungan kromium umumnya

kisaran 10,5 – 30%. Beberapa tipe baja mengandung unsur molybdenum, silicon,

aluminium, titanium dan niobium. Paduan ini merupakan ferromagnetic dan

mempunyai sifat ulet dan mampu bentuk baik namun kekuatan di lingkungan

suhu tinggi lebih rendah dibandingkan baja stainless austenitic.

Sifat-sifat Dasar Baja Ferritic :

Cukup untuk peningkatan daya tahan korosi yang bagus dengan kandungan

Chromium

Tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dan selalu digunakan dalam

magnet yang dikuatkan

Kemampuan mengelasnya sedikit

Kemampuan membentuknya tidak sebagus austenitic

Pemakaian Umum

Pusat floppy disk komputer (430)

Trim automotive (430)

Alat pembuangan uap automotive (409)

Alat colliery (3Cr12)

Tangki air panas (444)

c. Martensitic Stainless Steel

Martensitic SS merupakan paduan kromium dan karbon yang memiliki

struktur martensit kubus berpusat badan terdistorsi saat kondisi bahan dikeraskan.

Baja ini merupakan ferromagnetic, bersifat dapat dikeraskan dan umumnya tahan

korosi di lingkungan kurang korosif. Kandungan kromium umumnya berkisar

antara 10,5 – 18%, dan karbon melebihi 1,2

Sifat-sifat Dasar Baja Martensitic :

Daya tahan korosinya sedang

Dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dan oleh karena itu tingkat

kekerasan dan daya tahannya tinggi

Kemampuan mengelasnya kurang

Bersifat magnetic

Pemakaian Umum

4

Mata pisau

Alat–alat bedah

Tangkai / batang

Kumparan

Peniti

d. Duplex Stainless Steel

Duplex SS merupakan paduan campuran struktur ferrite yang memiliki

struktur kubus berpusat badan. Paduan utama material adalah kromium dan nikel,

tapi nitrogen, molybdenum,tembaga,silicon dan tungsten ditambah untuk

menstabilkan struktur dan memperbaiki sifat tahan korosi.. Kelebihan baja

stainless dupleks yaitu nilai tegangan tarik dan luluh tinggi dan ketahanan korosi

retak tegang lebih baik dari pada baja stainless austenitik.

Sifat-sifat Dasar Baja Duplex

Daya tahan yang tinggi untuk menekan keretakan korosi

Daya tahan yang dinaikkan pada serangan ion Klorida

Perenggangan dan kuat luluh yang lebih tinggi dari baja-baja austenitic dan

ferritic

Kemampuan peleburan, kemampuan membentuk yang baik

Pemakaian Umum

Penerapan di laut, terutama sekali pada suhu-suhu yang dinaikkan

dengan rendah (eksplorasi gas lepas pantai)

Instalasi penghilangan zat garam / rasa asin

Perubah panas

Instalasi petro kimia

e. Precipitation Hardening Steel

Precipitation Hardening Steel merupakan paduan unsur utama kromium-

nikel yang mengandung unsur precipitation-hardening antara lain tembaga,

aluminium, atau titanium. Kondisi baja berfasa austenitic dalam keadaan anil

dapat diubah menjadi fasa martensit melalui perlakuan panas. Kekuatan material

melalui pengerasan endapan pada struktur martensit.

Sifat-sifat Dasar Baja Precipitation Hardening

Hambatan korosi yang sedang sampai baik

Kemampuan mengelas yang baik

5

Bersifat magnetic

Dapat dikeraskan

Pemakaian Umum : Tangkai/batang untuk pompa air dan katup

1.3 Penggunaan Stainless Steel

Stainless steel adalah logam paduan dari beberapa unsur logam dengan

komposisi tertentu. Sehingga didapatkan sifat baru dari logam tersebut yang lebih

kuat, lebih tahan terhadap korosif, dan sifat unggul lainnya. Stainless steel terbagi

menjadi beberapa grade berdasarkan struktur metalurginya. Khusus untuk aplikasi

dalam pembuatan mesin pengolah makanan, biasanya digunakan jenis stainless steel

food grade (SS 304, SS 316).    

Penggunaan alat pengolah makanan yang terbuat dari logam tahan karat

(stainless steel) food grade sudah menjadi kebutuhan bagi industri pengolah

makanan. Hal ini dilakukan agar kualitas produk makanan atau minuman yang

dihasilkan tetap terjaga dan aman bagi kesehatan konsumen.

Berikut beberapa alasan perlunya penggunaan plat stainless steel food grade pada

alat pengolah makanan dan minuman yaitu :

Untuk menghindari kontaminasi kimia baja terhadap produk makanan, seperti

perubahan warna dan rasa.

Mudah dibersihkan, anti korosif, dan tahan terhadap bakteri pada hi-grade

stainless steel mudah dibersihkan dari kontaminasi luar karena memiliki

permukaan yang halus.

Sifat mekanik yang cukup baik secara keseluruhan Kekuatan, ketahanan, dan

ketahanan abrasi yang tinggi pada baja tahan karat (stainless steel).

1.4 Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Stainles Steel

Keuntungan menggunakan stainless steel

Stainless steel menawarkan banyak keuntungan dengan pembangunan /

makanan dan user logam farmasi. Keuntungan utama meliputi nya :

1. Tahan korosi yang tinggi, yang memungkinkan untuk digunakan dalam

lingkungan yang ketat.

2. Tahan panas memungkinkan untuk melawan scaling dan mempertahankan

kekuatan pada temperatur tinggi.

3. Higienis, tidak berpori, permukaan ditambah dengan kemampuan

membersihkan dengan mudah dari stainless membuatnya pilihan utama

6

untuk aplikasi yang memerlukan kontrol kebersihan yang ketat, seperti

rumah sakit, dapur, dan tanaman pangan lainnya pengolahan.

4. Estetika penampilan, memberikan penampilan yang modern dan menarik

untuk aplikasi logam yang paling arsitektur.

5. Ketahanan terhadap dampak bahkan pada variasi suhu ekstrim.

6. Nilai jangka panjang yang dibuat oleh siklus hidup panjang manfaatnya

sering menghasilkan pilihan bahan yang paling murah jika dibandingkan

dengan logam lainnya.

Kerugian menggunakan stainless steel

Setiap bahan memiliki kelemahan dan stainless steel tidak terkecuali. Beberapa

kelemahan utama termasuknya :

1. tinggi biaya awal, terutama ketika logam alternatif yang dipertimbangkan.

2. Kesulitan dalam fabrikasi. Ketika mencoba untuk membuat stainless steel

tanpa menggunakan mesin teknologi tinggi dan teknik yang tepat, dapat

menjadi logam sulit untuk ditangani.

3. Kesulitan dalam pengelasan karena disipasi yang cepat panas yang juga

dapat menghasilkan potongan hancur atau biaya pemborosan tinggi.

4. Tinggi biaya pemolesan akhir dan finishing.

7

BAB III

KESIMPULAN

Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan stainless steel adalah

senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah

proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya

lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi

besi (Ferum). Korosi adalah suatu keadaan dimana logam mengalami pelapukan dan

kekuatan antar ikatannya melemah. Sehingga logam yang telah terkorosi menjadi lebih

mudah untuk dipatahkan.

Berdasarkan komposisi pembentuknya, baja stainless dibagi menjadi 5 jenis, yaitu :

1. Austenitic Stainless Steel

2. Ferritic Stainless Steel

3. Martensitic Stainless Steel

4. Duplex Stainless Steel

5. Precipitation Hardening Steel

Ada beberapa keuntungan dan kelemahan baja tahan karat :

Keuntungan utama meliputi Tahan korosi yang tinggi, Tahan pada temperatur

tinggi, higienis, tidak berpori, permukaan mudah dibersihkan, estetika menarik, dan

tahan terhadap dampak variasi suhu.

Kelemahan penggunaan baja tahan karat yaitu tinggi biaya awal, kesulitan dalam

fabrikasi. Kesulitan dalam pengelasan dan tinggi biaya pemolesan akhir dan finishing.

1