CF8M adalah kelas stainless steel cor yang paling banyak dipakai di dunia industri. Komposisinya setara dengan stainless 316, dan dari bahan inilah dibuat sebagian besar badan katup bola, katup gerbang, rumah pompa, impeler, dan fitting stainless yang dijual di pasaran. Kalau di badan katup Anda tertulis “CF8M”, artinya katup itu dicor dari stainless setara 316, bukan dibentuk dari pelat atau batang.
Artikel ini menjelaskan apa itu stainless steel cor, arti kode seperti CF8M dan CF3M, komposisi dan sifat CF8M, bedanya dengan CF8, CF3M, dan 316 tempa, standar yang mengaturnya, cara pengecoran stainless steel, perlakuan panas, pengelasan, dan cara memilih kelas yang tepat. Kalau Anda belum mengenal jenis-jenis stainless steel secara umum, baca dulu ulasan kami tentang jenis stainless steel.
Apa Itu Stainless Steel Cor?
Stainless steel cor adalah stainless yang dibentuk dengan cara dicairkan lalu dituang ke cetakan, bukan dirol menjadi pelat atau ditempa menjadi batang. Cara ini dipilih untuk komponen yang bentuknya rumit, berongga, atau tebal tidak merata, seperti badan katup dan rumah pompa, yang sulit dan mahal dibuat dari bahan tempa. Secara umum, pengecoran stainless termasuk dalam kelompok baja cor paduan tinggi.
Komposisi stainless cor mirip dengan padanan tempanya, tetapi tidak sama persis. Ada dua perbedaan penting:
- Rentang komposisi lebih lebar. CF8M, misalnya, boleh mengandung 18–21% krom, sedangkan 316 tempa 16–18%. Krom yang lebih tinggi membantu mengimbangi segregasi (ketidakrataan komposisi) yang selalu terjadi saat logam membeku di cetakan.
- Mengandung ferit. Stainless 304 dan 316 tempa hampir seluruhnya austenit. Kelas cor austenitik seperti CF8 dan CF8M sengaja dibuat mengandung sekitar 5–20% ferit delta yang tersebar sebagai pulau-pulau kecil di dalam austenit. Ferit ini membuat coran lebih tahan retak panas saat membeku dan saat dilas, sekaligus menaikkan kekuatan dan ketahanan terhadap retak korosi tegangan.
Karena ada ferit, CF8M bisa sedikit tertarik magnet. Ini normal, bukan tanda bahwa bahannya palsu.
Arti Kode CF8M (Sistem Penamaan ACI)
Kode seperti CF8M, CF3M, atau HK berasal dari sistem penamaan Alloy Casting Institute (ACI), yang kemudian dipakai di standar ASTM. Setiap huruf dan angka punya arti:
- Huruf pertama, jenis layanan. C berarti paduan untuk layanan korosi cair (corrosion resistant). H berarti paduan untuk suhu tinggi (heat resistant).
- Huruf kedua, tipe krom-nikel. Makin tinggi kadar nikel, makin jauh hurufnya dalam abjad. A berarti hampir tanpa nikel (seperti CA15, setara 410), F berarti kelompok sekitar 19% Cr dan 9% Ni (setara 304/316), K berarti nikel jauh lebih tinggi (seperti CK3MCuN dan HK).
- Angka, karbon maksimum. Angka adalah kadar karbon maksimum dikali 100. CF8M maksimum 0,08% C, CF3M maksimum 0,03% C.
- Huruf akhiran, unsur tambahan. M berarti molibdenum, C berarti niobium (kolumbium), Cu berarti tembaga, N berarti nitrogen.
Jadi CF8M dibaca: paduan tahan korosi (C), tipe 19Cr-9Ni (F), karbon maksimum 0,08% (8), dengan molibdenum (M).
Kelas Stainless Steel Cor yang Umum dan Padanannya
| Kelas cor (ASTM) | Padanan tempa terdekat | Cr (%) | Ni (%) | Mo (%) | C maks (%) | Padanan EN / JIS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CF8 | 304 | 18–21 | 8–11 | – | 0,08 | 1.4308 (GX5CrNi19-10) / SCS13 |
| CF3 | 304L | 17–21 | 8–12 | – | 0,03 | 1.4309 (GX2CrNi19-11) / SCS19A |
| CF8M | 316 | 18–21 | 9–12 | 2–3 | 0,08 | 1.4408 (GX5CrNiMo19-11-2) / SCS14 |
| CF3M | 316L | 17–21 | 9–13 | 2–3 | 0,03 | 1.4409 (GX2CrNiMo19-11-2) / SCS16A |
| CF8C | 347 | 18–21 | 9–12 | – | 0,08 | 1.4552 (GX5CrNiNb19-11) |
| CA15 | 410 | 11,5–14 | maks 1 | maks 0,5 | 0,15 | – |
| CA6NM | 13Cr-4Ni (tidak ada padanan AISI) | 11,5–14 | 3,5–4,5 | 0,4–1,0 | 0,06 | 1.4317 (GX4CrNi13-4) |
| CB7Cu-1 | 17-4 PH | 15,5–17,7 | 3,6–4,6 | – | 0,07 | – |
| CD4MCuN, CD3MN | Duplex (2205 untuk CD3MN) | 21–26,5 | 4,5–6,5 | 1,7–3,5 | 0,03–0,04 | 1.4470 (GX2CrNiMoN22-5-3) untuk CD3MN |
| CK3MCuN | 254 SMO (super austenitik) | 19,5–20,5 | 17,5–19,5 | 6–7 | 0,025 | – |
| HK | 310 (tahan panas) | 24–28 | 18–22 | maks 0,5 | 0,20–0,60 | – |
Padanan EN dan JIS di tabel adalah kelas yang paling mendekati, bukan selalu identik. Kelas EN 1.4408, misalnya, membatasi molibdenum 2,0–2,5% dan krom 18–20%, sedikit lebih sempit daripada CF8M. Untuk pembelian, sebutkan standar dan kelasnya secara lengkap, misalnya “ASTM A351 CF8M”.
Kelas duplex dan super duplex cor (CD4MCuN, CD3MN, CE3MN) dibahas lebih lengkap di artikel duplex stainless steel.
Komposisi dan Sifat CF8M
Menurut ASTM A351, komposisi CF8M adalah:
| Unsur | Kadar (%) |
|---|---|
| Karbon (C) | maks 0,08 |
| Krom (Cr) | 18,0–21,0 |
| Nikel (Ni) | 9,0–12,0 |
| Molibdenum (Mo) | 2,0–3,0 |
| Silikon (Si) | maks 1,50 |
| Mangan (Mn) | maks 1,50 |
| Fosfor (P) | maks 0,04 |
| Sulfur (S) | maks 0,04 |
Sifat mekanis minimum (ASTM A351, kondisi anil larutan): kekuatan tarik 485 MPa, kekuatan luluh 205 MPa, dan perpanjangan 30%. Nilai khas di lembar data sedikit di atas angka minimum ini, misalnya kekuatan tarik sekitar 540 MPa, luluh sekitar 290 MPa, dan kekerasan sekitar 170 HB.
Ketahanan korosi. Molibdenum 2–3% membuat CF8M jauh lebih tahan korosi sumuran dan korosi celah daripada CF8, terutama di lingkungan berklorida seperti air laut, air payau, dan larutan garam. PREN (pitting resistance equivalent number) CF8M sekitar 26, dibandingkan sekitar 19 untuk CF8. Mekanisme korosi sumuran dan arti PREN dijelaskan di artikel korosi sumuran. Seperti 316, CF8M tetap bisa terkena retak korosi tegangan klorida pada suhu tinggi, walaupun ferit di dalamnya sedikit membantu (lihat artikel stress corrosion cracking).
Suhu layanan. CF8M dipakai dari suhu kriogenik sampai sekitar 538 °C untuk komponen bertekanan. Di atas sekitar 315 °C, ferit di dalamnya mulai berisiko menjadi getas jika terpapar lama (lihat bagian perlakuan panas di bawah).
CF8 vs CF8M vs CF3M
| Aspek | CF8 | CF8M | CF3M |
|---|---|---|---|
| Padanan tempa | 304 | 316 | 316L |
| Molibdenum | Tidak ada | 2–3% | 2–3% |
| Karbon maksimum | 0,08% | 0,08% | 0,03% |
| PREN (kira-kira) | 19 | 26 | 26 |
| Tahan klorida | Terbatas | Baik | Baik |
| Tahan sensitisasi setelah dilas | Rendah | Rendah | Baik |
| Pemakaian khas | Air bersih, uap, makanan, bahan kimia ringan | Air laut, kimia, minyak dan gas lepas pantai, farmasi | Katup ujung las, komponen yang akan dilas atau diperbaiki dengan las |
CF8 atau CF8M? Bedanya sama dengan perbedaan stainless 304 dan 316: CF8 cukup untuk air bersih, uap, makanan, dan bahan kimia ringan tanpa klorida. Kalau ada klorida, air laut, atau risiko korosi sumuran dan celah, pilih CF8M.
CF8M atau CF3M? CF3M adalah versi karbon rendah. Karbon yang rendah mengurangi pembentukan karbida krom di batas butir saat dilas (sensitisasi), sehingga CF3M dipilih untuk katup ujung las (butt weld atau socket weld) dan komponen yang akan diperbaiki dengan las tanpa anil ulang. Dalam praktik, banyak pabrik pengecoran sekarang membuat CF8M dengan karbon di bawah 0,03% sehingga bisa disertifikasi ganda sebagai CF8M/CF3M.
Apakah CF8M sama dengan 316?
Setara, tetapi tidak sama persis. Komposisinya mirip, ketahanan korosinya sebanding, dan keduanya dipakai berpasangan, misalnya badan katup CF8M dengan flensa tempa ASTM A182 F316 dan pipa ASTM A312 TP316. Bedanya:
- CF8M punya rentang krom lebih tinggi (18–21% vs 16–18%) dan nikel sedikit lebih rendah (9–12% vs 10–14%).
- CF8M mengandung ferit 5–20%, sedangkan 316 tempa hampir seluruhnya austenit, sehingga CF8M bisa sedikit magnetis.
- Standarnya berbeda: CF8M untuk coran (ASTM A351, A743, A744), sedangkan 316 untuk pelat, batang, dan pipa (ASTM A240, A276, A312, dan lainnya).
Standar Stainless Steel Cor
| Standar | Isi | Catatan |
|---|---|---|
| ASTM A351 / ASME SA-351 | Coran austenitik untuk komponen penahan tekanan | Paling umum untuk badan katup, pompa, dan fitting bertekanan; ada persyaratan uji tarik dan inspeksi |
| ASTM A743 | Coran tahan korosi untuk penggunaan umum | Tidak dimaksudkan untuk komponen penahan tekanan; uji tarik hanya sebagai persyaratan tambahan |
| ASTM A744 | Coran tahan korosi untuk layanan berat (severe service) | Persyaratan lebih ketat untuk lingkungan sangat korosif |
| ASTM A890 / A995 | Coran duplex | A995 untuk komponen penahan tekanan |
| ASTM A747 | Coran stainless pengerasan presipitasi | Termasuk CB7Cu-1 (17-4 PH cor) |
| ASTM A297 | Coran tahan panas | Kelas H seperti HH dan HK |
| EN 10213 | Coran baja untuk tekanan, termasuk stainless | 1.4308, 1.4408, 1.4409, dan lainnya |
| JIS G 5121 | Coran stainless Jepang | SCS13, SCS14, SCS16A, SCS19A |
Satu kelas yang sama, misalnya CF8M, bisa muncul di A351, A743, dan A744 dengan komposisi yang hampir sama. Yang berbeda adalah tujuan pemakaian dan persyaratan pengujiannya. Untuk katup dan komponen bertekanan, mintalah A351.
Proses Pengecoran Stainless Steel
Pengecoran stainless steel mengikuti alur pengecoran baja pada umumnya, dengan beberapa perbedaan karena kadar krom yang tinggi.
- Peleburan. Stainless dilebur di tungku induksi, atau di tungku busur listrik lalu dimurnikan di konverter AOD (argon oxygen decarburization) untuk menurunkan karbon tanpa membakar krom. Jenis tungku dibahas di artikel tungku peleburan.
- Penyesuaian komposisi dan ferit. Rasio unsur pembentuk ferit (krom, molibdenum, silikon) dan pembentuk austenit (nikel, karbon, nitrogen, mangan) diatur agar kadar ferit masuk target.
- Penuangan. Suhu tuang stainless austenitik umumnya sekitar 1.550–1.650 °C, tergantung tebal dinding dan metode cetak. Krom mudah teroksidasi, jadi pengendalian terak dan aliran logam penting untuk mencegah inklusi oksida.
- Pembekuan dan pembongkaran.
- Pemotongan saluran dan riser, biasanya dengan gerinda atau pemotong plasma.
- Anil larutan (solution annealing) dan quench air.
- Pembersihan, pemesinan, dan inspeksi, termasuk uji tekanan untuk katup dan uji tanpa rusak seperti radiografi atau penetran.
- Pickling dan pasivasi untuk memulihkan lapisan pasif, seperti dijelaskan di artikel pasivasi stainless steel.
Metode cetak
- Investment casting (lost wax). Pola lilin dilapisi keramik, lilin dilelehkan, lalu logam dituang ke cetakan keramik. Hasilnya permukaan halus dan ukuran presisi, cocok untuk katup kecil, impeler, dan fitting. Sebagian besar katup bola stainless ukuran kecil dibuat dengan cara ini.
- Pengecoran pasir. Dipakai untuk benda besar seperti rumah pompa dan badan katup ukuran besar. Pasir zirkon atau kromit sering dipakai di permukaan cetakan karena tahan suhu tinggi.
- Pengecoran sentrifugal. Untuk benda berbentuk silinder seperti pipa, cincin, dan selongsong.
- Die casting hampir tidak dipakai untuk stainless, karena suhu leburnya terlalu tinggi untuk cetakan logam.
Perbandingan metode-metode ini dibahas di artikel sand casting vs die casting vs investment casting.
Cacat khas pada coran stainless
- Retak panas (hot tear). Terjadi jika ferit terlalu rendah atau desain menahan penyusutan. Penyusutan stainless austenitik cukup besar, jadi desain riser dan sudut harus diperhatikan. Penyebab dan pencegahannya dibahas di artikel cacat porositas dan hot tearing.
- Porositas gas dan penyusutan. Terutama di bagian tebal yang terisolasi.
- Inklusi oksida krom. Terak atau kulit oksida yang ikut masuk ke cetakan.
- Ferit di luar target. Terlalu tinggi membuat coran rentan getas pada suhu menengah; terlalu rendah meningkatkan risiko retak panas.
Perlakuan Panas dan Peran Ferit
Hampir semua coran austenitik seperti CF8M harus dianil larutan: dipanaskan ke minimal sekitar 1.040 °C, ditahan sampai merata, lalu didinginkan cepat dalam air. Tujuannya melarutkan kembali karbida krom dan fasa sigma yang terbentuk selama pendinginan lambat di cetakan. Tanpa anil larutan, ketahanan korosi coran bisa jauh di bawah yang diharapkan.
Ferit membantu saat pengecoran dan pengelasan, tetapi punya kelemahan pada suhu menengah:
- Di atas sekitar 315 °C, paparan lama bisa membuat ferit getas (rapuh 475 °C), sehingga ketangguhan coran turun.
- Pada 425–650 °C, karbida krom cenderung mengendap di tepi pulau ferit, yang bisa memicu korosi batas butir.
Karena itu, untuk pemakaian lama di suhu tinggi, perancang membatasi kadar ferit atau memilih kelas lain.
Pengelasan dan Perbaikan Las CF8M
CF8M mudah dilas dan tidak memerlukan preheat. Hal yang perlu diperhatikan:
- Kawat atau elektroda: 316L (ER316L, E316L) untuk CF8M dan CF3M, 308L untuk CF8 dan CF3. Pemilihan kawat dan teknik las stainless dibahas lengkap di artikel cara las stainless steel.
- Masukan panas rendah dan suhu antar-lintasan terkendali untuk mengurangi sensitisasi dan distorsi.
- Anil larutan ulang setelah dilas memberi ketahanan korosi terbaik untuk CF8M. Kalau itu tidak mungkin, pakai CF3M sejak awal.
- Perbaikan cacat coran dengan las di pabrik pengecoran diatur dalam ASTM A488 (kualifikasi prosedur dan juru las). Cara umum perbaikan las coran dibahas di artikel pengelasan perbaikan hasil pengecoran logam.
Aplikasi dan Arti Tanda di Badan Katup
CF8M dipakai untuk:
- badan dan tutup katup bola, gerbang, globe, kupu-kupu, dan katup searah,
- rumah pompa dan impeler,
- fitting dan flensa cor,
- komponen kapal dan peralatan lepas pantai,
- peralatan industri kimia, makanan, minuman, dan farmasi.
Di badan katup stainless sering terlihat tulisan seperti “CF8M 1000 WOG” atau “CF8M 1000 CWP PN63”:
- CF8M adalah bahan badan katup, yaitu stainless cor setara 316. Kalau tertulis CF8, bahannya setara 304.
- WOG (water, oil, gas) adalah tanda lama yang berarti katup untuk air, minyak, dan gas; angkanya adalah tekanan kerja dalam psi. 1000 WOG berarti sekitar 1.000 psi (sekitar 69 bar).
- CWP (cold working pressure) adalah tekanan kerja maksimum pada suhu ruang, sekitar −29 sampai 38 °C. 1000 CWP berarti 1.000 psi pada rentang suhu itu.
- PN adalah tekanan nominal dalam bar, misalnya PN63 untuk 63 bar.
Tekanan yang diizinkan turun jika suhu naik, jadi untuk uap atau cairan panas lihat tabel tekanan-suhu dari pabrik katupnya.
Cara Memilih Kelas Stainless Steel Cor
| Kondisi | Kelas yang umum dipilih |
|---|---|
| Air bersih, uap, makanan, bahan kimia ringan tanpa klorida | CF8 |
| Air laut, air payau, larutan garam, kimia, farmasi | CF8M |
| Komponen yang akan dilas atau diperbaiki dengan las | CF3M (atau CF8M bersertifikat ganda CF3M) |
| Klorida tinggi, air laut hangat, tekanan tinggi | Duplex cor (CD3MN, CE3MN) |
| Asam kuat dan klorida sangat agresif | Super austenitik (CK3MCuN) |
| Kekuatan dan ketahanan aus tinggi, korosi ringan | CA15, CA6NM, CB7Cu-1 |
| Suhu sangat tinggi (tungku, perlengkapan perlakuan panas) | Kelas H, misalnya HK |
Kesalahan yang Sering Terjadi
- Menganggap CF8M yang sedikit magnetis berarti palsu. Ferit 5–20% membuatnya bisa tertarik magnet lemah. Untuk memastikan bahan, minta sertifikat material atau uji XRF.
- Memesan “stainless 316” untuk komponen cor. Sebutkan kelas cornya, misalnya ASTM A351 CF8M.
- Mengelas CF8M di lapangan tanpa anil ulang untuk layanan korosif berat. Pilih CF3M kalau komponen akan dilas.
- Memakai A743 untuk komponen bertekanan. Untuk katup dan bejana tekan, mintalah A351.
- Memakai CF8 di lingkungan berklorida, sehingga muncul korosi sumuran.
- Melewatkan pasivasi setelah pemesinan dan pembersihan, sehingga muncul noda karat dari kontaminasi besi.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu CF8M? CF8M adalah stainless steel cor austenitik setara 316, dengan 18–21% krom, 9–12% nikel, 2–3% molibdenum, dan karbon maksimum 0,08%. Bahan ini diatur dalam ASTM A351, A743, dan A744, dan dipakai terutama untuk badan katup, rumah pompa, dan fitting.
Apakah CF8M sama dengan stainless 316? Setara, tetapi tidak identik. CF8M adalah versi cor dari 316, dengan rentang krom lebih tinggi dan kandungan ferit 5–20%. Ketahanan korosinya sebanding, dan keduanya sering dipakai berpasangan dalam satu sistem pipa.
Apakah CF8M bisa tertarik magnet? Bisa, sedikit. Ferit delta di dalam coran membuat CF8M tertarik magnet lemah. Ini normal dan tidak berarti bahannya bukan stainless.
Apa bedanya CF8M dan CF3M? CF3M adalah versi karbon rendah (maksimum 0,03%), setara 316L. CF3M lebih tahan sensitisasi setelah dilas, jadi dipilih untuk katup ujung las dan komponen yang akan diperbaiki dengan las.
Apa itu SCS13 dan SCS14? Keduanya kelas stainless cor dalam standar Jepang JIS G 5121. SCS13 setara CF8 (cor 304), dan SCS14 setara CF8M (cor 316).
Kesimpulan
CF8M adalah stainless steel cor setara 316 yang menjadi bahan standar untuk katup, pompa, dan fitting di lingkungan korosif. Kodenya mudah dibaca dengan sistem ACI: C untuk tahan korosi, F untuk tipe 19Cr-9Ni, 8 untuk karbon maksimum 0,08%, dan M untuk molibdenum. Dibanding 316 tempa, CF8M punya rentang krom lebih tinggi dan mengandung ferit, sehingga lebih tahan retak panas tetapi bisa sedikit magnetis. Pilih CF8 untuk lingkungan tanpa klorida, CF8M untuk klorida, CF3M untuk komponen yang akan dilas, dan pastikan coran dianil larutan serta dipasivasi agar ketahanan korosinya maksimal.
Baca Juga
- Stainless Steel (Baja Tahan Karat): Pengertian, Jenis, Kelas, dan Perbedaan 304, 316, dan 201
- Baja Cor (Steel Casting): Pengertian, Jenis, Standar, Proses, dan Bedanya dengan Besi Cor
- Perbedaan Stainless 304 dan 316 (dan 201): Komposisi, Ketahanan Karat, Harga, dan Cara Memilih
- Duplex Stainless Steel: Pengertian, Kelas 2205 dan Super Duplex 2507, Sifat, Pengelasan, dan Bedanya dengan 316
- Sand Casting vs Die Casting vs Investment Casting
Dagus R. Djuanda adalah insinyur metalurgi dengan pengalaman lebih dari 20 tahun di bidang rekayasa material, dengan keahlian khusus pada material magnetik. Magister rekayasa material magnetik, kandidat doktor teknik industri, dan insinyur di Kementerian Perindustrian Republik Indonesia. Pendiri METALURGIKA.COM.
