Aluminium vs baja tahan karat

Apa itu aluminium

Aluminium merupakan material logam ringan dengan ketahanan korosi yang kuat. Kekuatan aluminium sendiri tidak tinggi, tetapi kekuatan paduan aluminium meningkat setelah menambahkan beberapa elemen.

Sifat fisik aluminium

Itu kepadatan aluminium dan paduan aluminium adalah 2,7g/cm³, titik lelehnya adalah 660°C, titik didihnya adalah 2520°C, dan mereka memiliki konduktivitas listrik yang kuat, konduktivitas termal, keuletan dan ketahanan terhadap korosi. Karena itu, aluminium dan paduan aluminium banyak digunakan di bidang industri otomotif, industri dirgantara, pembuatan kapal, aplikasi konstruksi, kemasan farmasi dan makanan, dll..

Apa itu baja tahan karat

Baja tahan karat adalah jenis paduan yang terutama terbuat dari besi dan karbon, dengan penambahan kromium yang signifikan, biasanya setidaknya 10.5%. Kandungan kromium inilah yang membuat baja tahan karat memiliki ketahanan korosi yang luar biasa, karena bentuknya yang tipis, lapisan pasif kromium oksida di permukaan yang mencegah karat dan degradasi saat terkena kelembapan dan udara.

Sifat fisik baja tahan karat

Baja tahan karat menunjukkan serangkaian sifat fisik yang menjadikannya bahan serbaguna untuk banyak aplikasi. Berikut adalah sifat fisik utama baja tahan karat:

1. Kepadatan

• – Rentang Khas: 7.75 ke 8.1 g/cm³.
• - Keterangan: Kepadatan baja tahan karat relatif tinggi, berkontribusi pada kekuatan dan daya tahannya. Kepadatan pastinya dapat sedikit berbeda tergantung pada komposisi paduan tertentu.

2. Titik lebur

• – Rentang Khas: 1,370°C hingga 1.530 °C (2,500°F hingga 2.800 °F).
• - Keterangan: Baja tahan karat memiliki titik leleh yang tinggi, yang membuatnya cocok untuk aplikasi yang melibatkan suhu tinggi, seperti di tungku dan mesin jet.

3. Konduktivitas termal

• – Nilai Khas: 16 ke 24 W/m·K (watt per meter-kelvin) pada suhu kamar.
• - Keterangan: Baja tahan karat memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah dibandingkan logam lain seperti tembaga atau aluminium, yang berarti kurang efisien dalam memindahkan panas. Properti ini menguntungkan dalam aplikasi yang membutuhkan retensi panas.

4. Ekspansi termal

• – Koefisien Ekspansi Termal: Sekitar 16.5 ke 18.5 x 10⁻⁶ /°C.
• - Keterangan: Baja tahan karat mengembang dan berkontraksi dengan perubahan suhu. Koefisien muai panas penting dalam aplikasi yang mengutamakan stabilitas dimensi, seperti di bidang konstruksi dan manufaktur.

5. Konduktivitas listrik

• – Nilai Khas: 1.45 ke 1.6 x 10⁶ S/m (siemens per meter).
• - Keterangan: Baja tahan karat memiliki konduktivitas listrik yang relatif rendah dibandingkan logam lain seperti tembaga. Hal ini membuatnya kurang cocok untuk aplikasi listrik namun bermanfaat untuk digunakan sebagai bahan resistif.

6. Sifat Magnetik

• - Keterangan: Sifat kemagnetan baja tahan karat bervariasi tergantung pada paduannya. Baja tahan karat austenitik (misalnya, 304, 316) umumnya non-magnetik, sedangkan baja tahan karat feritik dan martensit dapat bersifat magnetis.

7. Daya tarik

• – Rentang Khas: 515 ke 827 MPa (megapascal).
• - Keterangan: Baja tahan karat dikenal dengan kekuatan tariknya yang tinggi, yang mengacu pada tegangan maksimum yang dapat ditahannya saat diregangkan atau ditarik sebelum patah. Hal ini membuatnya ideal untuk aplikasi struktural dan penahan beban.

8. Kekerasan

• – Nilai Khas: Bervariasi berdasarkan paduannya, tetapi umumnya antara 140 ke 300 pada skala Brinell.
• - Keterangan: Baja tahan karat menunjukkan kekerasan yang baik, artinya tahan terhadap deformasi dan goresan. Kekerasan dapat ditingkatkan melalui proses seperti pengerasan kerja.

9. Daktilitas

• - Keterangan: Baja tahan karat umumnya cukup ulet, artinya dapat ditarik menjadi kabel atau bentuk lain tanpa putus. Sifat ini sangat penting dalam pembentukan dan pembentukan bahan menjadi berbagai produk.

10. Tahan korosi

• - Keterangan: Salah satu sifat yang paling menonjol dari baja tahan karat adalah ketahanannya yang sangat baik terhadap korosi. Kromium dalam paduan membentuk lapisan oksida pasif di permukaan, melindunginya dari karat dan bentuk korosi lainnya, bahkan di lingkungan yang keras.

11. Modulus Elastisitas

• – Nilai Khas: 193 ke 200 IPK (gigapascal).
• - Keterangan: Properti ini mengukur kekakuan baja tahan karat, menunjukkan seberapa banyak ia akan berubah bentuk di bawah beban tertentu. Modulus elastisitas yang tinggi berarti bahan tersebut kaku dan tahan terhadap deformasi.

Aluminium vs baja tahan karat

Tahan korosi

Baik aluminium dan baja tahan karat memiliki ketahanan korosi yang kuat. Meski memiliki komposisi berbeda, prinsip pencegahan karat adalah menghasilkan lapisan oksida padat untuk mencegah produk dari korosi.

Aluminium secara alami membentuk lapisan tipis aluminium oksida ketika terkena udara, yang memberikan ketahanan korosi yang layak. Lapisan oksida ini relatif stabil dan melindungi logam di bawahnya dari oksidasi lebih lanjut.

Ketahanan korosi baja tahan karat berasal dari kandungan kromiumnya (biasanya setidaknya 10.5%). Kromium bereaksi dengan oksigen membentuk lapisan oksida kromium yang sangat stabil dan protektif di permukaan, yang mencegah korosi lebih lanjut.

Kekuatan

Dalam pemilihan bahan, kekuatan adalah properti yang tidak dapat diabaikan. Umumnya, kekuatan paduan aluminium tidak sebaik baja tahan karat, tapi beberapa aluminium paduan dengan kekuatan yang relatif tinggi, seperti 2024, 7075, memiliki kekuatan.

Kekuatan baja tahan karat umumnya lebih tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium. Kesimpulan ini didasarkan pada perbandingan sifat fisik dan mekanik kedua material. Baja tahan karat, sebagai baja paduan, terutama terdiri dari unsur-unsur seperti besi, kromium, dan nikel, dan memiliki ketahanan korosi yang baik, ketahanan suhu tinggi, ketahanan aus, dan sifat mekanik yang sangat baik. Kekuatan baja tahan karat dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan pengerasan dingin atau perlakuan panas, sehingga mempunyai kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi, serta ketahanan lelah dan ketahanan benturan yang lebih baik.

Sebaliknya, meskipun paduan aluminium memiliki karakteristik kepadatan rendah, kekuatan tinggi, plastisitas yang baik, konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, dan kekuatannya dapat ditingkatkan dengan perlakuan panas paduan, kekuatannya biasanya sulit mencapai level baja tahan karat. Kekuatan paduan aluminium sebanding dengan baja berkualitas tinggi dan dapat memenuhi persyaratan banyak bagian struktural, tetapi ketahanan aus dan ketahanan suhu tinggi relatif buruk jika tidak dirawat.

Karena itu, dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan tinggi, baja tahan karat biasanya merupakan pilihan yang lebih baik. Paduan aluminium banyak digunakan dalam penerbangan, mobil, elektronik dan bidang lainnya karena bobotnya yang ringan dan sifat pemrosesan yang baik.

Rasio kekuatan terhadap berat

Paduan aluminium memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang lebih tinggi dibandingkan baja tahan karat.

Meskipun baja tahan karat lebih kuat dibandingkan paduan aluminium, paduan aluminium memiliki kepadatan lebih rendah dibandingkan baja tahan karat. Massa jenis paduan aluminium adalah 2,7g/cm³, sedangkan kepadatan baja tahan karat adalah 7.75 ke 8.1 g/cm³. Kepadatan paduan aluminium adalah sekitar 1/3 dari baja tahan karat.

Paduan aluminium adalah logam ringan dengan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi. Kekuatan tariknya biasanya ada 60,000 PSI, sementara beberapa paduan bahkan bisa mencapai 100,000 PSI. Keunggulan paduan aluminium adalah plastisitasnya yang baik dan kemudahan pengolahannya menjadi berbagai bentuk dan ukuran. Sebaliknya, padahal stainless steel mempunyai keunggulan dalam menahan korosi dan oksidasi, kekuatan tariknya berada di antara 30,000-50,000 PSI, namun lebih padat dibandingkan paduan aluminium dan mungkin lebih sulit untuk diproses.

Singkatnya, paduan aluminium memiliki bobot yang lebih ringan dan kemampuan proses yang lebih baik dengan tetap mempertahankan kekuatan tinggi, menjadikannya pilihan yang unggul dalam banyak aplikasi.

Harga

Secara umum, harga baja tahan karat lebih tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium. Ketika kedua bahan dapat memenuhi persyaratan kinerja produk, paduan aluminium tidak diragukan lagi merupakan pilihan terbaik untuk mengurangi biaya.

Harga baja tahan karat lebih tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium, dan kepadatannya juga lebih tinggi dibandingkan paduan aluminium. Satu ton paduan aluminium yang sama dapat menghasilkan produk baja tahan karat dengan volume tiga kali lipat. Karena itu, ketika keduanya dapat memenuhi persyaratan kinerja, paduan aluminium adalah pilihan paling terjangkau.

Apa perbedaan antara paduan aluminium dan baja tahan karat?

• 1. Komposisi bahan: Baja tahan karat mengandung unsur-unsur seperti besi, kromium, dan nikel, sedangkan paduan aluminium sebagian besar mengandung aluminium dan sedikit magnesium, silikon, dan elemen lainnya.
• 2. Karakteristik kinerja: Baja tahan karat mempunyai ketahanan korosi yang baik, ketahanan aus, dan kekuatan suhu tinggi, sedangkan paduan aluminium memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, konduktivitas termal, dan kepadatan rendah.
• 3. Warna penampilan: Permukaan baja tahan karat berwarna putih keperakan, sedangkan permukaan paduan aluminium berwarna putih keperakan atau kuning muda.
• 4. Harga: Harga baja tahan karat biasanya lebih tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium.
• 5. Aplikasi: Baja tahan karat umumnya digunakan dalam konstruksi, mebel, peralatan dapur, dan bidang lainnya, sedangkan paduan aluminium biasa digunakan dalam penerbangan, mobil, konstruksi, dan bidang lainnya.

Bagaimana memilih paduan aluminium dan baja tahan karat

Baik paduan aluminium maupun baja tahan karat memiliki kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang tinggi, konduktivitas listrik, konduktivitas termal dan sifat lainnya, namun masih ada beberapa kesenjangan dalam properti tunggal tertentu. Dalam hal pemilihan material, kita harus mempertimbangkan skenario penerapan materi.

Jika skenario penerapan produk memiliki persyaratan kekuatan yang tinggi dan tidak ada persyaratan berat, maka baja tahan karat adalah pilihan terbaik.

Jika skenario penerapan produk memiliki persyaratan ringan dan memerlukan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, maka paduan aluminium lebih baik dari baja tahan karat.