Ketika para profesional di industri manufaktur dan konstruksi membicarakan baja tahan karat, satu nama yang hampir selalu muncul adalah AISI 304 (UNS S30400). Material ini bukan tanpa alasan menyandang gelar sebagai baja tahan karat yang paling banyak digunakan di dunia. Para ahli sering menyebutnya “baja 18-8” karena komposisi khasnya yang mengandung sekitar 18% Kromium (Cr) dan 8% Nikel (Ni).
Kandungan paduan yang seimbang ini memberikannya kombinasi sifat yang sangat diinginkan: ketahanan korosi yang baik di sebagian besar lingkungan, kemudahan fabrikasi, dan penampilan yang estetis. Dalam kondisi annealed (dilunakkan), SS 304 bersifat non-magnetik. Namun, penting untuk dipahami bahwa proses pengerjaan dingin seperti penekanan (stamping) atau pembengkokan (bending) akan mengubah sebagian struktur austenitnya menjadi martensit, yang membuatnya menjadi sedikit magnetis.
Meskipun sangat serbaguna, AISI 304 memiliki beberapa varian seperti 304L (rendah karbon) untuk pengelasan yang lebih baik, dan pesaing utamanya, AISI 316. Perbedaan mendasar dengan 316 adalah penambahan Molibdenum pada 316, yang memberikannya ketahanan superior terhadap korosi akibat klorida. Oleh karena itu, para insinyur memilih 316 untuk aplikasi kelautan, sementara 304 tetap menjadi raja untuk aplikasi umum dan industri makanan.
DNA Material: Komposisi Kimia AISI 304
Kunci dari semua performa AISI 304 terletak pada resep kimianya yang presisi. Berbagai standar internasional, seperti yang dikeluarkan oleh ASTM, mengatur rentang persentase setiap elemen untuk menjamin kualitas yang konsisten. Elemen Kromium membentuk lapisan pasif pelindung, sementara Nikel menstabilkan struktur austenitiknya.
Tabel 1: Komposisi Kimia Representatif untuk AISI 304 (berdasarkan ASTM A240/A276)
| Elemen | Simbol | Persentase Kandungan (%) |
| Karbon | C | ≤0.08 |
| Silikon | Si | ≤1.00 |
| Mangan | Mn | ≤2.00 |
| Fosfor | P | ≤0.045 |
| Belerang | S | ≤0.030 |
| Kromium | Cr | 18.0−20.0 |
| Nikel | Ni | 8.0−10.5 |
Standar lain seperti ASTM A666 atau SAE J405 memiliki rentang yang sedikit berbeda namun secara umum tetap mempertahankan rasio “18-8”.
Karakteristik Esensial: Sifat Fisik SS 304
Sifat fisik menentukan bagaimana material berperilaku dalam kondisi non-beban, seperti respons terhadap panas dan massa jenisnya. Data ini sangat krusial bagi para desainer untuk melakukan kalkulasi berat, memperkirakan ekspansi termal dalam perakitan, dan memahami konduktivitasnya.
Tabel 2: Properti Fisik Umum Baja AISI 304
| Properti | Nilai Khas |
| Densitas | 7.93g/cm3 |
| Titik Lebur | 1400−1450∘C |
| Modulus Elastisitas | 193GPa |
| Konduktivitas Termal | $16.2 \, \text{W/m·K}$ pada 100∘C |
| Koefisien Ekspansi Termal | 17.2×10−6/K (pada 0−100∘C) |
| Permeabilitas Magnetik | ≈1.02 (sedikit magnetis setelah pengerjaan dingin) |
Performa di Bawah Tekanan: Sifat Mekanis AISI 304
Inilah aspek yang paling menarik bagi para insinyur: bagaimana material ini merespons gaya. Sifat mekanis, seperti kekuatan tarik dan kekuatan luluh, menunjukkan seberapa besar beban yang dapat ditanggung material sebelum deformasi atau kegagalan. Daktilitasnya, yang diukur dengan elongasi, menunjukkan kemampuannya untuk dibentuk tanpa patah.
Tabel 3: Sifat Mekanis Tipikal AISI 304 (Kondisi Annealed, berdasarkan ASTM A240/A276)
| Properti Mekanis | Nilai Minimum |
| Kekuatan Tarik (Tensile Strength) | 515MPa |
| Kekuatan Luluh (Yield Strength, 0.2% Offset) | 205MPa |
| Elongasi (dalam 50 mm) | 40% |
| Kekerasan Rockwell B (HRB) | ≤92 |
Penting untuk dicatat, proses pengerjaan dingin (cold working) secara drastis akan meningkatkan kekuatan tarik dan luluh. Sebagai contoh, kondisi 1/2 Hard dapat meningkatkan kekuatan tariknya hingga lebih dari 1000MPa, meskipun sebagai konsekuensinya, elongasinya akan menurun secara signifikan.
Respon Terhadap Suhu: Ketahanan Panas dan Perlakuan Panas
AISI 304 menunjukkan ketahanan oksidasi yang baik. Para ahli merekomendasikan suhu servis maksimum sebagai berikut:
- Servis Intermiten (Terputus-putus): 870∘C
- Servis Kontinu (Berkelanjutan): 925∘C
Dalam hal perlakuan panas, Anda tidak dapat mengeraskan AISI 304 dengan metode pemanasan dan pendinginan (seperti quenching pada baja karbon). Proses pengerasan hanya dapat dicapai melalui pengerjaan dingin. Sebaliknya, perlakuan panas yang umum dilakukan adalah annealing, yaitu memanaskan material ke suhu sekitar 1010−1120∘C lalu mendinginkannya dengan cepat untuk melunakkan material, menghilangkan tegangan internal, dan mengoptimalkan ketahanan korosinya.
Dinding Pertahanan: Kemampuan Tahan Korosi
Alasan utama mengapa AISI 304 tidak mudah berkarat adalah karena kandungan Kromium (Cr) di dalamnya. Kromium bereaksi dengan oksigen di udara untuk membentuk lapisan pasif (oksida kromium) yang sangat tipis, stabil, dan tidak terlihat. Lapisan inilah yang melindungi baja dari serangan korosi lebih lanjut.
Sebagai hasilnya, SS 304 memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap korosi atmosferik, air tawar, dan sebagian besar bahan kimia yang ditemukan dalam industri makanan. Namun, lapisan pasif ini rentan terhadap serangan ion halida, terutama klorida. Oleh karena itu, Anda harus menghindari penggunaan SS 304 dalam aplikasi yang terus-menerus terpapar air laut atau larutan garam pekat.
Fabrikasi dan Pengelasan yang Mudah
Salah satu keunggulan terbesar AISI 304 adalah kemudahan fabrikasinya. Material ini memiliki kemampuan las yang luar biasa dan umumnya tidak memerlukan pra-pemanasan. Para ahli las biasanya menggunakan material pengisi (filler) E308 untuk menyambung SS 304.
Untuk menghindari “weld decay” (penurunan ketahanan korosi di area lasan akibat presipitasi karbida), para profesional merekomendasikan penggunaan versi rendah karbon, yaitu AISI 304L, terutama untuk bagian yang tebal.
Aplikasi Tak Terbatas: Dari Dapur hingga Luar Angkasa
Fleksibilitas AISI 304 membuatnya hadir di hampir setiap aspek kehidupan modern. Berikut adalah beberapa contoh aplikasinya yang paling umum:
- Dapur & Rumah Tangga: Peralatan makan (sendok, garpu), panci, wajan, wastafel, bagian dalam mesin cuci, dan badan kulkas.
- Arsitektur & Konstruksi: Panel dinding, pegangan tangga, dan elemen dekoratif.
- Industri Makanan & Minuman: Tangki penyimpanan, perpipaan, dan peralatan pemrosesan susu, bir, serta anggur.
- Industri Otomotif & Transportasi: Sistem pembuangan (knalpot), trim, dan tangki.
- Medis & Kimia: Peralatan bedah dasar, wadah sterilisasi, dan bejana proses.
Padanan di Panggung Global
Untuk memastikan spesifikasi yang seragam di seluruh dunia, setiap negara memiliki standar ekuivalen untuk AISI 304.
Tabel 4: Bagan Ekuivalen untuk Baja Tipe 304
| Wilayah/Standar | Kode Ekuivalen |
| Amerika Serikat (UNS) | S30400 |
| Uni Eropa (EN) | 1.4301 (X5CrNi18-10) |
| Jepang (JIS) | SUS304 |
| Tiongkok (GB) | 06Cr19Ni10 |
Kesimpulannya, AISI 304 adalah material serbaguna yang menawarkan keseimbangan nyaris sempurna antara biaya, ketersediaan, dan performa untuk berbagai aplikasi non-klorida.
Leave a Reply