Apa itu baja tahan karat austenitik, baja tahan karat martensit, baja paduan?

Apa itu baja tahan karat austenitik? Apa itu baja tahan karat martensit? Apa itu baja paduan? Di sini Anda dapat menemukan jawabannya.
Dalam perancangan mekanik sering kita menggunakan baja tahan karat austenitik dan baja tahan karat martensit karena memiliki sifat fisik dan mekanik yang baik.
Misalnya: baja tahan karat austenitik AISI303 dan AISI304 yang umum digunakan memiliki modulus elastisitas sekitar 200 dan kekuatan luluh 190Mpa-230Mpa.
Baja tahan karat martensit AISI420 dan AISI440C yang umum digunakan memiliki modulus elastis 215Gpa. Setelah perlakuan panas quenching dan tempering 420, kekuatan luluh bisa mencapai 345Mpa-1420Mpa. Setelah perlakuan panas 440C, kekuatan luluhnya bahkan bisa mencapai 1900Mpa.
Quenching adalah proses memanaskan benda kerja hingga 30-50°C di atas suhu kritis austenitisasi, mengeluarkannya setelah insulasi, dan mendinginkannya dengan cepat dalam air.
Tempering adalah proses memanaskan kembali benda kerja yang telah didinginkan hingga di bawah 727°C, mengeluarkannya setelah insulasi, dan mendinginkannya di udara, minyak, atau air. Umumnya, tempering diperlukan setelah quenching untuk menghilangkan tegangan internal dan menstabilkan struktur.

Baja tahan karat austenitik bersifat non-magnetik dan memiliki ketahanan korosi yang baik, seperti baja tahan karat 303, 304, 316, 202, dan lainnya.

Baja tahan karat martensit bersifat magnetis, namun ketahanan korosinya tidak sebaik baja tahan karat austenitik, seperti baja tahan karat 420, 440, 410, 403, dan lainnya.

Baik itu martensit atau austenit, pada dasarnya terbentuk berdasarkan besi murni dengan konsentrasi karbon berbeda yang ditambahkan pada suhu tertentu.

Ketika besi murni dipanaskan diatas titik lelehnya 1538 derajat, besi murni menjadi cair.

Ketika besi murni mulai mendingin dalam keadaan cair, ia akan mengkristal menjadi kristal dengan struktur berbeda pada rentang suhu berbeda. (Kristal mengacu pada perubahan cairan menjadi padat; kristal mengacu pada benda yang atom-atomnya tersusun teratur dalam ruang.)

Misalnya, antara titik leleh dan 1394 derajat, besi mengkristal menjadi struktur kubik yang berpusat pada benda, yang disebut δ-Fe. Antara 1394 dan 912 derajat, besi mengkristal menjadi struktur kubik berpusat muka, yang disebut γ-Fe. Ketika suhu turun di bawah 912 derajat, ia juga memiliki struktur kubik berpusat pada tubuh, yang disebut α-Fe.

Besi pada tiga rentang suhu di atas, δ-Fe, γ-Fe, dan α-Fe, juga dapat melarutkan karbon, namun kemampuannya melarutkan karbon berbeda. Ini disebut solusi yang solid.

Karbon yang terlarut dalam α-Fe disebut ferit Ferit = F, dan masih mempertahankan struktur kubik yang berpusat pada benda. Karbon yang terlarut dalam γ-Fe disebut austenit Austenit=Au yang masih mempunyai struktur kubik berpusat muka, dan austenit mempunyai plastisitas yang sangat baik. , mudah diubah.

Namun, karena celah atom γ-Fe lebih besar dibandingkan dengan α-Fe, konsentrasi karbon yang dapat larut lebih besar dibandingkan dengan α-Fe.

Karbon terlarut maksimum dalam austenit adalah 2.11%, dan karbon terlarut maksimum dalam ferit adalah 0.0218%.

Apa jadinya jika fraksi massa karbon melebihi batas kelarutan keduanya?

Akan terbentuk senyawa Fe3C yang disebut sementit: Sementit dan kandungan karbonnya bisa mencapai 6.69%.

Ketika suhu lebih rendah dari 727 derajat, austenit akan bercampur dengan struktur lain membentuk struktur baru, dan sebagian besar baja tahan karat yang biasa kita gunakan berada pada suhu kamar. Pada suhu normal, struktur yang dibentuk oleh konsentrasi karbon terlarut dalam besi berbeda-beda.

Misalnya, bila kandungan karbon kurang dari 0.0218%, struktur yang terbentuk pada suhu kamar adalah ferit.

Jadi, dari mana asal baja tahan karat austenitik? Apa itu paduan?

Baja karbon merupakan paduan dengan besi dan karbon sebagai komponen utamanya. Paduan besi-karbon dengan fraksi massa karbon 0.0218%-2.11% disebut baja. Diantaranya, baja karbon dengan kandungan karbon kurang dari 0.25% disebut baja karbon rendah. Baja karbon dengan kandungan karbon 0.25%-0.6% disebut juga baja karbon sedang. Bila kandungan karbonnya lebih besar dari 0.6% disebut baja karbon tinggi.
Pada suhu kamar, baja karbon dengan fraksi massa berbeda akan membentuk austenit bila dipanaskan di atas suhu kritis. Austenit ini mempunyai sifat isotermal pada rentang suhu yang berbeda, atau mendingin pada waktu yang berbeda. Pendinginan dengan kecepatan rendah akan membentuk struktur yang berbeda-beda.

Temperatur kritis adalah temperatur yang berhubungan dengan garis A3, Acm, dan A1 pada diagram fasa besi-karbon. Ini mewakili suhu di mana fraksi massa karbon yang berbeda mulai berubah menjadi austenit ketika dipanaskan. Misalnya baja karbon dengan struktur perlit pada suhu kamar akan dipanaskan hingga 727 derajat, austenit mulai terbentuk.
Misalnya pada baja karbon dengan kandungan karbon 0.77%, perlit akan terbentuk secara isotermal antara temperatur kritis 727 derajat hingga 560 derajat, bainit akan terbentuk secara isotermal antara 560 derajat hingga Ms, dan antara Ms-Mf Martensit terbentuk secara isotermal. .

Paduan mengacu pada unsur logam yang dikombinasikan dengan unsur lain untuk membentuk suatu zat dengan sifat logam.
Misalnya, jendela paduan aluminium di rumah Anda merupakan paduan yang terdiri dari aluminium, magnesium, dan silikon. Bagian utama keran dapur umumnya terbuat dari paduan tembaga, terutama tembaga dan seng, dan juga mengandung sedikit timbal.

Paduan litium-aluminium AL-Li8090 dan paduan titanium sering digunakan dalam struktur pesawat terbang karena rasio kekuatan dan kepadatannya yang besar.