Dalam dunia metalurgi dan manufaktur, pemilihan material yang tepat adalah kunci keberhasilan suatu proyek. Salah satu paduan logam yang sering menjadi pilihan utama untuk aplikasi yang menuntut ketahanan korosi dan kekuatan mekanis adalah baja tahan karat (stainless steel). Dalam nomenklatur Amerika, seri 300 mendominasi pasar, dan di dalamnya terdapat spesifikasi penting: AISI 320. Meskipun mungkin kurang populer dibandingkan saudaranya (seperti 304 atau 316), AISI 320 memiliki karakteristik unik yang menjadikannya ideal untuk kondisi lingkungan yang spesifik.
Baja tahan karat AISI 320 tergolong dalam keluarga baja austenitik, yang dicirikan oleh kandungan kromium dan nikel yang signifikan. Namun, yang membedakannya adalah tingkat unsur paduan lainnya yang disesuaikan untuk memberikan ketahanan superior terhadap jenis korosi tertentu, terutama tegangan korosi retak (stress corrosion cracking) dalam lingkungan yang mengandung klorida. Memahami komposisi dan sifat material ini sangat krusial sebelum mengaplikasikannya dalam industri, mulai dari sektor kimia hingga pemrosesan makanan.
Visualisasi Kekuatan dan Ketahanan Material AISI 320
Perbedaan mendasar antara AISI 320 dan baja seri 300 lainnya terletak pada kontrol ketat terhadap elemen-elemen paduannya, terutama dalam hal pengendalian pengerasan akibat penempaan (work hardening). Secara umum, AISI 320 mengandung kromium antara 17-19% dan nikel sekitar 8-10%, mirip dengan 304. Namun, ia juga mengandung sedikit lebih banyak mangan dan kadang-kadang sedikit molibdenum tergantung pada standar spesifik yang dirujuk (misalnya, ASTM A276).
Keistimewaan utama baja ini adalah tingkat kekuatannya yang lebih tinggi dibandingkan baja austenitik standar. AISI 320 dirancang untuk mencapai kekuatan tarik yang signifikan tanpa mengorbankan keuletan (ductility) secara drastis. Ini dicapai melalui kombinasi komposisi yang cermat dan perlakuan panas yang spesifik, seringkali menghasilkan struktur yang sedikit lebih padat atau memiliki potensi pengendapan fasa yang berbeda jika dibandingkan dengan baja 304 yang murni austenitik.
Mengapa insinyur memilih AISI 320 daripada opsi yang lebih umum? Jawabannya terletak pada peningkatan kinerja di bawah tekanan operasional yang tinggi.
Salah satu keunggulan utama dari AISI 320 adalah kemampuannya untuk menahan beban mekanis yang lebih besar. Hal ini membuatnya cocok untuk komponen yang mengalami tegangan tinggi seperti baut, poros, atau pegas presisi. Kekuatan hasil tarik (tensile strength) yang superior memastikan umur pakai komponen lebih panjang di bawah kondisi stres siklus.
Meskipun bukan baja super-duplex, formulasi AISI 320 menawarkan ketahanan yang baik terhadap berbagai agen korosif. Ia menunjukkan kinerja yang memuaskan dalam lingkungan atmosfer yang moderat hingga agresif. Meskipun 316 sering menjadi pilihan untuk klorida tinggi, 320 menawarkan keseimbangan yang baik antara kekuatan dan resistensi korosi.
Baja ini umumnya memiliki kemampuan yang baik untuk dibentuk pada suhu tinggi. Meskipun proses fabrikasi membutuhkan kontrol suhu yang teliti, sifat termalnya yang stabil selama pemrosesan membantu menjaga integritas mikrostruktur.
Seperti baja austenitik lainnya, 320 akan mengeras secara signifikan ketika mengalami deformasi plastik (seperti penempaan atau pembentukan dingin). Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk mencapai kekuatan permukaan yang lebih tinggi pada produk akhir.
Berbekal kombinasi kekuatan dan ketahanan, AISI 320 menemukan tempatnya di berbagai sektor industri yang menuntut keandalan material:
Pengelasan pada baja tahan karat selalu memerlukan perhatian khusus. Untuk AISI 320, risiko utama yang perlu diwaspadai adalah sensitivitas terhadap presipitasi karbida (sensitization) yang dapat mengurangi ketahanan korosi intergranular di zona yang terpengaruh panas (HAZ). Pengelasan harus dilakukan dengan input panas yang terkontrol dan, jika perlu, menggunakan logam pengisi (filler metal) yang sesuai dengan komposisi yang seimbang.
Setelah pengelasan atau fabrikasi berat, perlakuan panas pasca-pengelasan (seperti solusi annealing) mungkin diperlukan untuk mengembalikan struktur austenitik penuh dan memaksimalkan ketahanan korosi. Selain itu, pembersihan akhir (passivation) sangat penting untuk memastikan lapisan kromium oksida pelindung terbentuk kembali di permukaan material.
Secara keseluruhan, AISI 320 menawarkan solusi yang kuat ketika material standar seperti 304 tidak cukup kuat, dan material yang lebih mahal seperti 316L terlalu berlebihan atau tidak memberikan peningkatan kekuatan yang dibutuhkan. Memilih AISI 320 adalah kompromi cerdas antara biaya, kekuatan, dan ketahanan korosi untuk aplikasi teknik yang menantang.