Baja Tahan Karat 410 vs 431: Tingkat Martensit untuk Kekuatan dan Korosi

Tinjauan Keluarga Martensit

Baja tahan karat martensitik adalah paduan besi-kromium yang berubah menjadi martensit ketika diaustenisasi dan didinginkan dengan cepat, sehingga tingkat kekerasannya sebanding dengan baja karbon yang diperkeras. Bahan ini bersifat magnetis, dapat ditempa pada rentang kekerasan yang luas, dan dipilih jika ketahanan aus, kekuatan, atau kekerasan lebih penting dibandingkan ketahanan korosi utama mutu austenitik. Kelas 410 dan 431 adalah dua baja tahan karat martensit yang paling banyak digunakan, dan pilihan di antara keduanya didorong oleh keseimbangan ketahanan terhadap korosi, ketangguhan, dan biaya yang dibutuhkan oleh aplikasi.

Perbandingan Komposisi Kimia

410 adalah kelas martensitik kromium 12% biasa tanpa nikel yang disengaja. 431 meningkatkan kromium dan menambahkan 1,25-2,50% nikel, yang meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan ketangguhan, terutama dalam kondisi mengeras dan marah. Batasan spesifikasi umum ditunjukkan di bawah ini.

Elemen, %	410 (UNS S41000)	431 (UNS S43100)
C	0.08-0.15	0,20 maks
M N	1,00 maks	1,00 maks
P	0,040 maks	0,040 maks
S	0,030 maks	0,030 maks
Ya	1,00 maks	1,00 maks
Kr	11.5-13.5	15.0-17.0
Tidak	0,75 maks	1.25-2.50

Standar referensi: 410 per ASTM A240 dan A276; 431 per ASTM A276 dan EN 10088 kelas 1.4057 (X17CrNi16-2). EN yang setara dengan 410 adalah 1,4006 (X12Cr13).

Sifat Mekanik dan Kekerasan

Kedua grade tersebut disuplai dalam keadaan anil untuk pemesinan dan dikeraskan dengan pendinginan minyak atau udara dari suhu austenitisasi. Kekerasan praktis maksimum dari kedua tingkatan tersebut adalah sekitar 45 HRC; suhu temper yang lebih tinggi menukar kekerasan dengan ketangguhan dan keuletan. Nilai-nilai representatif ditunjukkan di bawah ini.

Milik	410	431
Kekerasan anil	217 PBR maks	262 PBR maks tipikal
Kekerasan yang mengeras	hingga sekitar 45 HRC	hingga sekitar 45 HRC
Kondisi padam dan temper, EN 10088-3	1.4006 +QT800: tarik 800-950 MPa, hasil minimum 600 MPa, perpanjangan minimum 12%	1.4057 +QT800: tarik 800-950 MPa, hasil minimum 600 MPa, perpanjangan minimum 14%

Kondisi +QT800 dalam EN 10088-3 berarti quenched dan tempering hingga kekuatan tarik minimum 800 MPa, yang merupakan spesifikasi umum untuk poros dan komponen mesin di kedua grade.

Perbedaan Perlakuan Panas

Respon Pengerasan

410 biasanya diaustenisasi mendekati 950-1010 derajat dan diquench dalam minyak atau udara, sedangkan 431 diaustenitisasi mendekati 980-1040 derajat untuk melarutkan kandungan paduan yang lebih tinggi. Keduanya ditempa hingga kekerasan akhir:-temperatur suhu rendah mendekati 150-370 derajat mempertahankan kekerasan maksimum untuk layanan keausan, sementara temper mendekati 540-680 derajat mengembalikan ketangguhan dan keuletan pada kekerasan yang lebih rendah. Karena kedua grade tersebut dapat dikeraskan dengan udara pada bagian yang tipis, pengelasan tanpa pemanasan awal dapat menghasilkan zona yang keras dan sensitif terhadap retak akibat panas, sehingga pemanasan awal dan tempering pasca pengelasan adalah praktik standar.

Pengaruh Nikel pada tahun 431

Penambahan nikel pada 431 menstabilkan beberapa austenit selama quenching, memperhalus struktur yang mengeras, dan meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap korosi dibandingkan dengan 410. Hasil praktisnya adalah bahwa 431 komponen dapat ditentukan jika bagian-bagiannya memerlukan kekerasan tinggi dan ketahanan yang berarti terhadap lingkungan korosif ringan atau lingkungan laut, sedangkan 410 terbatas pada layanan korosif ringan.

Panduan Pemilihan Aplikasi

Pilih 410 Kapan

Ketahanan aus dan kekerasan mendominasi desain, misalnya dudukan katup, trim katup, dan komponen pompa

Bilah turbin uap dan komponen teknik umum dalam media korosif ringan

Peralatan makan dan dapur yang mengutamakan perekonomian

Komponen-yang sensitif terhadap biaya dan masih memerlukan ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan baja karbon

Pilih 431 Kapan

Poros, spindel, dan pengencang yang memerlukan kekuatan lebih tinggi dikombinasikan dengan ketahanan korosi yang lebih baik daripada 410

Perlengkapan kelautan, poros pompa, dan perangkat keras pesawat terkena kelembapan dan klorida

Aplikasi dimana kekuatan dan ketangguhan yang diperkeras harus dipertahankan dengan batas korosi tertentu

Pertimbangan Pengelasan dan Pemesinan

Kedua grade tersebut dapat dilas dengan logam pengisi martensit yang cocok seperti ER410 atau ER410NiMo, dengan perlakuan panas pra-pemanasan dan pasca-pengelasan yang biasanya diperlukan untuk memulihkan ketangguhan dan menghindari retak. Pemesinan paling baik dilakukan dalam kondisi anil; 431 agak lebih sulit untuk dikerjakan dibandingkan 410 karena kandungan paduannya yang lebih tinggi. Kedua kualitas tersebut digiling dan dipoles hingga hasil akhir yang bagus dan tersedia dalam bentuk batangan, pelat, lembaran, strip, kawat, dan tempa.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

1. Apa perbedaan utama komposisi antara 410 dan 431?

410 mengandung 11,5-13,5% kromium tanpa nikel, sedangkan 431 mengandung 15-17% kromium dan 1,25-2,50% nikel. Kromium yang lebih tinggi dan penambahan nikel memberikan ketahanan korosi dan ketangguhan yang lebih baik pada kondisi pengerasan.

2. Mengapa nikel ditambahkan ke 431?

Nikel meningkatkan kemampuan pengerasan, menghaluskan struktur martensit, dan meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap korosi. Hal ini memungkinkan 431 digunakan di mana komponen yang diperkeras juga harus tahan terhadap lingkungan yang agak korosif atau laut.

3. Bagaimana nilai-nilai ini diberi perlakuan panas?

Keduanya diaustenisasi, dipadamkan dalam minyak atau udara, dan ditempa. Temper-suhu rendah mendekati 150-370 derajat memberikan kekerasan maksimum sekitar 45 HRC; tempering mendekati 540-680 derajat menurunkan kekerasan tetapi meningkatkan ketangguhan. Siklus pastinya mengikuti standar produk yang berlaku dan sifat mekanik yang disyaratkan.

4. Biasanya 410 dan 431 digunakan untuk apa?

410 digunakan untuk trim katup, bilah turbin uap, peralatan makan, komponen pompa, dan-komponen tahan aus. 431 digunakan untuk poros, spindel, pengencang, perlengkapan kelautan, dan perangkat keras dirgantara yang memerlukan kekuatan lebih tinggi dan ketahanan korosi lebih baik.

5. Bisakah 410 dan 431 dilas?

Ya, keduanya dapat dilas dengan logam pengisi martensit seperti ER410 atau ER410NiMo, namun pemanasan awal dan perlakuan panas pasca-pengelasan biasanya diperlukan untuk mencegah zona yang terkena dampak keras,-panas sensitif-retak, dan memulihkan ketangguhan. Untuk servis kritis, lihat kode pengelasan yang berlaku dan spesifikasi material.