Dunia bahan baja jauh lebih kompleks daripada yang terlihat. Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa beberapa baja tahan karat kuat dan tahan korosi sementara yang lain rentan terhadap retakan? Jawabannya terletak pada faktor penting: kandungan ferit. Artikel ini mengeksplorasi "kode intrinsik" yang mengatur kinerja baja tahan karat dengan memeriksa bagaimana kandungan ferit memengaruhi sifat material.

Ferit, struktur kristal dalam baja tahan karat, adalah penentu utama sifat fisik dan mekanik paduan. Bayangkan baja tahan karat sebagai struktur yang dibangun dari "balok bangunan" mikroskopis—pengaturan balok-balok ini (mikrostruktur) secara langsung menentukan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi material. Ferit adalah salah satu balok bangunan penting ini.

Secara khusus, ferit adalah struktur kisi kubik berpusat badan dari besi yang dapat melarutkan sejumlah kecil karbon dan unsur paduan lainnya. Dalam baja tahan karat, keberadaan ferit dikaitkan dengan karakteristik berikut:

• Kekuatan Tinggi: Ferit berkontribusi pada kekuatan tarik dan luluh yang lebih besar.
• Ketahanan terhadap Keretakan Korosi Tegangan Klorida: Baja tahan karat feritik bekerja dengan baik di lingkungan korosif, seperti aplikasi kelautan atau kimia.
• Magnetisme: Tidak seperti baja tahan karat austenitik, ferit bersifat magnetis—suatu sifat yang dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan ferit.

Kandungan ferit harus diseimbangkan dengan hati-hati—tidak terlalu tinggi maupun terlalu rendah—tergantung pada jenis baja tahan karat. Untuk baja tahan karat dupleks dan super dupleks, kandungan ferit adalah metrik penting yang memengaruhi kekuatan, ketangguhan, ketahanan korosi, dan kemampuan las.

• Kemampuan Las: Kandungan ferit yang optimal mengurangi risiko retakan pemadatan selama pengelasan, yang dapat membahayakan integritas sambungan.
• Ketahanan Korosi: Ferit yang berlebihan dapat mengurangi ketahanan korosi di lingkungan tertentu.
• Sifat Mekanik: Kandungan ferit yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan tetapi dapat mengurangi daktilitas dan ketangguhan.

Pengukuran kandungan ferit yang akurat sangat penting untuk menilai kualitas material. Metode umum meliputi:

• Mikroskopi Metalografi: Metode tradisional tetapi memakan waktu yang melibatkan pemeriksaan mikroskopis.
• Pengujian Magnetik: Ferritescope mengukur permeabilitas magnetik untuk memperkirakan kandungan ferit—metode cepat dan non-destruktif yang ideal untuk pengujian lapangan.
• Difraksi Sinar-X: Sangat presisi tetapi mahal dan kompleks.

Dalam pembuatan baja dan pengelasan, memprediksi kandungan ferit sangat penting. Diagram DeLong menggunakan ekuivalen kromium dan nikel (Cr _eq dan Ni _eq ) untuk memperkirakan pembentukan ferit selama pengelasan. Meskipun berguna, model ini tidak definitif—kondisi aktual seperti laju pendinginan juga harus dipertimbangkan.

Baja tahan karat 304, yang banyak digunakan dalam pengolahan makanan, perangkat medis, dan konstruksi, berperilaku berbeda dalam bentuk cor dan tempa:

• Cor 304: Mengandung 8–20% ferit untuk mencegah retakan pemadatan.
• Tempa 304: Dirancang dengan 1–6% ferit untuk mencegah retakan penempaan; sebagian besar ferit larut setelah anil larutan.

Annealing larutan memanaskan baja tahan karat di atas 1000°C, diikuti oleh pendinginan cepat untuk meningkatkan daktilitas dan ketangguhan. Meskipun proses ini mengurangi kandungan ferit, baja tahan karat cor mempertahankan kadar yang lebih tinggi karena komposisi awalnya.

Untuk pengukuran yang tepat, laboratorium menggunakan mikroskopi canggih atau instrumen magnetik sensitivitas tinggi, mencapai presisi dalam 0,5–1%. Pasca-anil, baja austenitik seperti 304, 316L, 309, dan 310 biasanya mengandung kurang dari 2% ferit.

Baja tahan karat super dupleks menggabungkan fase ferit dan austenit (40–60% ferit) untuk kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi yang unggul. Paduan ini ideal untuk aplikasi yang menuntut di lingkungan yang keras.