Bisakah stainless steel dianggap sebagai paduan berbasis nikel?

Dalam bidang ilmu material, klasifikasi paduan sering memicu pertanyaan yang menarik. Salah satu penyelidikan umum tersebut adalah apakah stainless steel dapat dianggap sebagai paduan berbasis nikel. Untuk mengungkap ini, pertama -tama kita harus memahami komposisi dan definisi mendasar yang mengatur bahan -bahan ini.
Stainless Steel adalah kategori luas paduan berbasis zat besi yang terkenal dengan resistensi korosi mereka, terutama disebabkan oleh adanya kromium-tipikal setidaknya 10,5% berat. Menurut definisi metalurgi, baja tahan karat diklasifikasikan ke dalam beberapa keluarga berdasarkan struktur kristal mereka: austenitik, feritik, martensit, dan dupleks. Di antaranya, baja tahan karat austenitik seperti tingkat 304 yang banyak digunakan mengandung sejumlah besar nikel, mulai dari 8% hingga 10,5%. Konten nikel ini membantu menstabilkan struktur austenitik, meningkatkan keuletan dan resistensi korosi. Namun, baja stainless feritik dan martensit umumnya mengandung sedikit atau tidak ada nikel, sebagai gantinya mengandalkan kromium untuk sifatnya.
Sebaliknya, paduan berbasis nikel didefinisikan dengan memiliki nikel sebagai konstituen utama mereka, biasanya melebihi 50% berat. Bahan kinerja tinggi ini, seperti Hastelloy C -276 (59% Ni) dan Monel 400 (65% Ni), direkayasa untuk lingkungan yang ekstrem, menawarkan resistensi luar biasa terhadap suhu tinggi dan media korosif. Kertas AMPP 17935-2022 secara eksplisit membedakan antara baja tahan karat paduan tinggi dan paduan berbasis nikel, menekankan berbagai fondasi metalurgi mereka.
Perbedaan kritis terletak pada logam dasar: stainless steel pada dasarnya berbasis zat besi dengan penambahan paduan, sementara paduan berbasis nikel memiliki nikel sebagai komponen utama mereka. Perbedaan ini tercermin dalam sifat mekanik dan aplikasi mereka. Misalnya, 304 stainless steel, dengan 66-75% kandungan besi, menemukan penggunaan luas dalam pengolahan makanan dan aplikasi arsitektur. Paduan berbasis nikel, di sisi lain, sangat diperlukan dalam turbin aerospace dan pemrosesan kimia di mana kondisi ekstrem berlaku.
Beberapa baja tahan karat nikel tinggi, seperti 904L dengan 24-26% nikel, mengaburkan garis dan pernah diklasifikasikan dengan paduan nikel. Namun, standar modern seperti ISO 18069: 2015 dengan jelas mengkategorikannya sebagai baja tahan karat karena basis besi mereka. Evolusi ini menyoroti sifat klasifikasi paduan yang bernuansa.
Sebagai kesimpulan, sementara nilai stainless steel tertentu mengandung nikel yang signifikan, mereka tidak dianggap sebagai paduan berbasis nikel. Komposisi kaya zat besi dari stainless steel secara fundamis membedakannya dari paduan berbasis nikel sejati, yang memperoleh sifatnya dari mayoritas nikel. Perbedaan ini, walaupun teknis, memiliki implikasi mendalam untuk pemilihan material dalam teknik dan manufaktur.

Gambar 1: Komponen paduan berbasis nikel yang digunakan dalam aplikasi industri suhu tinggi

Gambar 2: Produk stainless steel austenitik yang menunjukkan sifat ketahanan korosi ### evolusi historis dan aplikasi modern
Kisah stainless steel dimulai pada tahun 1913 ketika Harry Brearley secara tidak sengaja menemukan sifat-sifat yang tahan korosi dari paduan-paduan besi-kromium saat meneliti barel senapan untuk militer Inggris. Terobosan ini mengarah pada pengembangan stainless steel martensit, diikuti oleh ikon 18-8 komposisi austenitic (18% kromium, 8% nikel) dipatenkan pada tahun 1929 oleh ahli metalurgis Jerman Bernhard Strauss. Sementara itu, paduan berbasis nikel melacak asal-usul mereka hingga tahun 1905 dengan penemuan paduan Monel (70% Ni, 30% Cu) oleh International Nickel Company, memelopori era bahan tahan korosi berkinerja tinggi.
Saat ini, pasar stainless steel global menunjukkan vitalitas yang luar biasa, diproyeksikan mencapai $ 248,39 miliar pada tahun 2029 dengan CAGR 8,7%, menurut Laporan Pasar Global Stainless Steel 2025. China memimpin pertumbuhan ini, dengan ekspor stainless steel mencapai rekor 5 juta ton pada tahun 2024, didorong oleh permintaan yang kuat dalam sektor konstruksi, otomotif, dan barang -barang konsumen. Sebaliknya, paduan berbasis nikel memerintahkan ceruk khusus, dengan Inconel 625 dan Hastelloy C276 mendominasi aplikasi kelas atas.
Nuansa teknis: dari komposisi paduan ke kinerja
Perbandingan 304 vs 316 stainless steel mencontohkan keragaman dalam keluarga stainless steel. Sementara 304 (18-20% cr, 8-10. 5% ni) berfungsi sebagai pekerja keras untuk aplikasi umum seperti dapur dan trim arsitektur, penambahan 2-3 {7}% molybdenum yang lebih tinggi meningkatkan perlawanannya dan menghadap ke-pharsing yang tidak dapat dibatalkan. Keuntungan molibdenum ini dikenakan biaya: 316 stainless steel biasanya memerintahkan 20-30% premium harga lebih dari 304.
Paduan berbasis nikel beroperasi di liga yang sama sekali berbeda. Inconel 625, dengan basis nikel 58%ditambah dengan chromium (20-23%), molybdenum (8-10%), dan niobium (3. 15-4. 15%), menunjukkan kekuatan tarik yang luar biasa (930 MPa) dan mempertahankan struktural integritas. Ini menjadikannya bahan pilihan untuk komponen turbin aerospace dan sistem reaktor nuklir. Hastelloy C276, mengandung 57% nikel, 15-17% molybdenum, dan 3-4. 5% tungsten, unggul dalam lingkungan kimia yang ekstrem, menolak korosi dalam konsentrasi asam sulfurat hingga 98% dan beroperasi dengan sempurna dalam sistem yang tidak jelas.
Produksi lanjutan dan tren masa depan
Kemajuan terbaru dalam manufaktur aditif merevolusi aplikasi paduan berbasis nikel. Para peneliti di Universitas Tianjin mengembangkan paduan Haynes 230 bebas retak menggunakan fusi bedeng bubuk laser, mencapai terobosan ini dengan merekayasa segregasi zirkonium untuk membentuk jaringan intermetalik NI11ZR9 kontinu yang mengurangi stres termal. Demikian pula, studi Universitas Shanghai Jiao Tong tentang pencairan laser selektif dari paduan yang diperkuat telah membuka kemungkinan baru untuk fabrikasi komponen yang kompleks di sektor kedirgantaraan dan energi.
Industri otomotif menyajikan perbatasan pertumbuhan lain, dengan permintaan baja tahan karat yang diproyeksikan mencapai $ 162,73 miliar pada tahun 2029. Pergeseran ke arah kendaraan listrik, yang membutuhkan 2-3 kali lebih banyak baja tahan karat daripada mobil konvensional, ditambah dengan peraturan emisi yang lebih ketat, mendorong inovasi dalam kelas yang berkekuatan tinggi. Sementara itu, paduan berbasis nikel terus mendorong batas-batas di lingkungan yang ekstrem, dari peralatan pengeboran minyak laut dalam hingga reaktor fusi generasi berikutnya.

Gambar 3: Komponen paduan berbasis nikel yang digunakan dalam sistem mesin dirgantara

Gambar 4: Pabrik pembuatan stainless steel modern yang menampilkan kemampuan produksi volume tinggi
Seiring perkembangan sains material, perbedaan antara baja tahan karat dan paduan berbasis nikel tetap jelas namun saling melengkapi. Sementara stainless steel mendominasi aplikasi volume dengan kinerja yang seimbang dan efektivitas biaya, paduan berbasis nikel terus memungkinkan kemajuan teknologi dalam keluarga yang ekstrem yang berevolusi untuk memenuhi tuntutan industri modern yang terus tumbuh.