BT STEEL WORK: SEBAB KENAPA STAINLESS STEEL TIDAK BERKARAT

Keluli tahan karat atau lebih dikenali dengan Stainless Steel adalah senyawa besi yang mengandungi setidak - tidaknya 10.5% kromium untuk mencegah proses pengaratan logam. Komposisi ini membentuk lapisan pelindung anti karat yang merupakan hasil pengoksidaan oksigen terhadap krom yang terjadi secara spontan. Kemampuan  tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan filem oksida kromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses pengoksidaan besi ( Ferum ). Tentunya harus dibezakan mekanisma lapisan pelindung anti karat ini dibandingkan keluli yang dilindung dengan coating ataupun cat. Stainless steel dapat bertahan dari serangan karatkerana interaksi bahan - bahan campurannya dengan alam . Stainless steel terdiri daripada besi, krom, mangan, silikon, karbon, nikel dan molibdenum dalam jumlah yang cukup banyak.

Elemen - elemen ini berinteraksi dengan oksigen yang ada di air dan udara membentuk sebuah lapisan yang sangat tipis dan stabil yang mengandungi produk oksigen, memegang peranan penting dalam pembentukan lapisan karat. Hakikatnya, semua stainless steel mengandungi paling sedikit krom iaitu 10%.

Kewujudan lapisan karat yang tipis ini mencegah proses karat berikutnya dengan berlaku sebagai tembok yang menghalangi oksigen dan air bersentuhan dengan permukaan logam. Hanya beberapa lapisan atom saja cukup untuk mengurangi kecepatan proses karat selambat mungkin kerana lapisan karat tersebut terbentuk dengan sangat rapat. Lapisan karat ini lebih tipis dari panjang gelombang cahaya sehingga tidak mungkin untuk melihatnya tanpa bantuan instrumen moden.

Besi biasa, berbeza dengan stainless steel, permukaannya tidak dilindungi apa-apa pun sehingga mudah berinteraksi dengan oksigen dan membentuk lapisan Fe_2O3 atau hidroksida yang terus menerus bertambah seiring dengan waktu berjalan. Lapisan karat ini makin lama makin menebal. 
Stainless steel, dapat bertahan " stainless" atau " tidak berkarat " kerana dilindungi oleh lapisan karat dalam skala atom ( SI ).

Perbezaan utama di antara J4 & 304 adalah perbezaan kimia di antara mereka, khususnya peratus nikel. 304 sekurang - kurangnya mengandungi 8% nikel dan J4 mempunyai hanya 1% nikel. Kandungan kromium juga adalah lebih rendah, tetapi seperti yang di lihat di PRA, keadaan ini boleh diganti dengan paningkatan nitrogen.

Kandungan nikel dalam keluli tahan karat adalah aspek yang biasa dibincangkan apabila seseorang bercakap tentang keluli tahan karat. Selalunya dipercayai bahawa ketahanan keluli tahan karat terhadap kakisan datang dari nikel, jika kandungan nikel lebih tinggi maka adalah dipercayai bahawa ketahanannya terhadap kakisan akan menjadi lebih baik. Pendapat ini tidak betul, kromium adalah orang yang memberi sumbangan besar kepada ketahanan keluli tahan karat atas kakisan. Niakel memberi perlindungan tambahan dalam aplikasi kimia. Tetapi dalam sebuah aplikasi yang biasa, apabila keluli tahan karat terdedah kepada udara bebas ( kerana sering berlaku ),kromium adalah unsur yang paling berpengaruh dalam rintangan kakisan dan PRA adalah petunjuk yang bagus untuk mengetahui ketahanan terhadap kakisan.

Oleh itu, kenapa nikel perlu ditambah dalan keluli tahan karat?
Penambahan nikel meningkatkan bentuk kuasa, bentuk kimpalan dan ketahanan keluli tahan karat terhadap suhu yang rendah. Untuk memahami bagaimana nikel melakukanya, mari kita lihat beberapa maklumat asas mengenai logam.
Logam dibentuk oleh apa yang dikenali sebagai " logam ". Atom - atom dari logam dikemas secara berdekatan dalam sebuah kolam elektron seperti yang ditunjuk pada lakaran di bawah.

Atom logam membentuk struktur berulang yang masih dalam ruang 3 dimensi, yang dirujuk sebagai

" kristal ". Pelbagai jenis logam membentuk struktur kristal yang berbeza dan kebanyakannya jenis hartanah dari logam bergantung pada susunan kristal tersebut.

Susunan kristal keluli keluli lembut dipanggil dengan BCC. Susunan ini tetap bentuknya walaupun setelah penambahan kromium. Oleh kerana itu, susunan kristal keluli tahan karat siri 400 adalah sama dengan keluli lembut dan dirujuk sebagai susunan kristal BCC. Tetapi  apabila nikel ditambah dalam kuantiti yang mencukupi, susunan kristal tersebut berubah menjadi susunan yang berbeza dipanggil FCC. Atau dipanggil Austenit.

Perubahan bentuk susunan kristal dari BCC ke FCC ini merupakan sumbangan berharga nikel dalam pembentukan keluli tahan karat.

Nikel bukanlah satu - satunya elemen yang dapat menciptakan perubahan di bahagian atas. Nitrogen, karbon, mangan & tembaga juga boleh menyababkan perubahan BCC ke FCC dalam keluli tahan karat. Kesan setiap satu daripada unsur - unsur perubahan keluli tahan karat BCC ke keluli tahan karat FCC diberikan oleh persamaan formula nikel di bawah ini: 

Persamaan nikel = % Nikel + 30 x %C + 30 x %N + 0.5 x %Mn + 0.25 x %Cu

Susunan kristal austenit ( FCC ) adalah gabungan optimum dengan J4 dan unsur - unsur di atas. Oleh itu, J4 mempunyai bentuk kuasa, bentuk kimpalan dan ketahanan terhadap suhu yang rendah.

Kandungan bahan yang terdapat pada J4 membolehkan penggunaan aplikasi produk yang terdahulu diperbuat daripada kelui tahan karat siri 300 adalah lebih mahal.

J4 menawarkan lebih daripada hanya sekadar pengganti 304

J4 mempunyai kelebihan yang melebihi berbanding konvensional jenis keluli tahan karat. Kelebihan utama terletak di kekuatannya. Disini kami menyediakan jadual perbandingan hasil kekuatan antara J4 dengan jenis keluli tahan karat yang lain.

Grade	Minimum Yield Strength (MPa)
304	205
J4	300
430	205

J4 - 50% lebih kuat daripada 304 dan 430

Iaitu satu kompenan yang dibuat daripada J4, ketebalan ( kerana ia tidak berat ) boleh dibuat 30% lebih rendah daripada kompenan - kompenan yang sama ( dengan kekuatan sama ) 304 atau 430.

Hasil kekuatan pada keluli ringan adalah 200 MPa dan J4 dengan kos yang rendah serta penggunaan bahan yang kurang ( berkaitan dengan kuasa yang tinggi ) boleh digunakan dalam banyak aplikasi bagi menggantikan keluli ringan, dan kos yang sama ( walaupun dalam sesetengah kes daripada keluli ringan ). Setiap aplikasi yang menggunakan keluli ringan dengan nikel, krom atau salutan serbuk boleh digantikan dengan penggunaan J4 yang akan memberikan " kelebihan tahan karat " kepada pelanggan dengan kos yang sama.