1.2767 vs 1.2083 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Pengenalan
Memilih antara EN 1.2767 dan EN 1.2083 adalah keputusan rekayasa yang umum saat merancang alat, cetakan, atau bagian presisi tinggi. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur harus menyeimbangkan prioritas yang bersaing seperti ketahanan terhadap guncangan mekanis dan kelelahan versus kualitas permukaan dan kemampuan untuk dipoles. Dalam istilah praktis, perbedaan utama adalah bahwa satu grade diformulasikan untuk memberikan ketangguhan bulk yang lebih tinggi dan ketahanan terhadap guncangan termal/mekanis, sementara yang lainnya dioptimalkan untuk kualitas permukaan yang tinggi, distribusi karbida yang halus, dan kemampuan pemolesan yang superior pada alat yang sudah jadi.
Kedua nomor Werkstoff EN ini sering dibandingkan karena mereka menempati peran yang berdekatan dalam spektrum baja alat: satu sebagai keluarga baja alat yang lebih tangguh dan lebih ulet yang digunakan di mana ketahanan terhadap patah sangat penting; yang lainnya sebagai grade krom tinggi yang lebih keras digunakan di mana ketahanan aus dan penyelesaian permukaan mendominasi spesifikasi.
1. Standar dan Penunjukan
- EN: 1.2767, 1.2083 (nomor Werkstoff di bawah sistem EN).
- Klasifikasi umum: keduanya adalah baja alat di bawah keluarga baja alat EN (kategori tahan benturan dingin atau panas tergantung pada sub-grade dan kondisi perlakuan panas).
- ASTM/ASME/JIS/GB: Tidak selalu ada satu referensi silang langsung ke nama AISI/ASTM untuk setiap nomor EN. Pengguna harus memverifikasi tabel referensi silang dari sertifikat pabrik atau badan standar untuk kesetaraan yang tepat.
- Kategori:
- 1.2767 — biasanya terkait dengan baja paduan/baja alat yang dirancang untuk ketangguhan tinggi dan ketahanan terhadap guncangan (digunakan dalam alat yang terkena dampak, kerja tekan, atau siklus termal).
- 1.2083 — biasanya terkait dengan varian baja alat kerja dingin krom tinggi yang dioptimalkan untuk ketahanan aus dan kemampuan pemolesan.
2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan
| Elemen | 1.2767 (kualitatif) | 1.2083 (kualitatif) |
|---|---|---|
| C (Karbon) | Sedang — mendukung kemampuan pengerasan tetapi seimbang untuk mempertahankan ketangguhan | Sedang–Tinggi — berkontribusi pada karbida keras dan ketahanan aus yang tinggi |
| Mn (Mangan) | Rendah–Sedang — deoksidasi dan kontrol kekuatan yang sedikit | Rendah–Sedang — peran serupa, terbatas untuk menghindari kemampuan pengerasan yang berlebihan |
| Si (Silikon) | Rendah — deoksidator dan stabilitas kekuatan | Rendah — deoksidator; kandungan rendah membantu kemampuan pemolesan |
| P (Fosfor) | Jejak/dikendalikan | Jejak/dikendalikan |
| S (Belerang) | Jejak/dikendalikan | Sangat rendah — rendah S meningkatkan penyelesaian permukaan |
| Cr (Krom) | Sedang — berkontribusi pada kemampuan pengerasan dan ketahanan temper | Tinggi — membentuk karbida krom halus untuk ketahanan aus dan kemampuan pemolesan |
| Ni (Nikel) | Rendah–Sedang — dapat hadir untuk meningkatkan ketangguhan | Rendah — umumnya bukan elemen paduan kunci dalam grade yang sangat dapat dipoles |
| Mo (Molybdenum) | Sedang — meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan temper | Rendah–Sedang — memperhalus karbida dan meningkatkan stabilitas temper |
| V (Vanadium) | Rendah–Sedang — mempromosikan dispersi karbida halus dan ketangguhan | Rendah — mungkin hadir dalam jumlah terkontrol untuk memperhalus karbida |
| Nb/Ti/B | Jejak/digunakan untuk mikro-paduan jika ada | Jejak/digunakan untuk mengontrol ukuran butir dan meningkatkan distribusi karbida |
| N (Nitrogen) | Jejak | Jejak |
Catatan: - Tabel ini menyatakan strategi paduan yang khas secara kualitatif daripada persentase yang tepat karena kimia spesifik bervariasi menurut produsen dan kondisi sub-grade. Perbedaan strategi paduan kunci adalah bahwa 1.2767 menekankan kandungan paduan dan respons perlakuan panas yang mempertahankan ketangguhan dan mengurangi sensitivitas terhadap inisiasi retakan, sementara 1.2083 menekankan elemen pembentuk krom dan karbida yang menghasilkan populasi karbida yang halus dan terdistribusi merata yang mendukung ketahanan aus dan pemolesan cermin. - Kontrol kotoran (P, S) lebih ketat pada grade yang ditujukan untuk aplikasi penyelesaian permukaan tinggi (permintaan pemolesan yang lebih baik membutuhkan S yang lebih rendah dan inklusi non-logam).
3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas
- 1.2767:
- Mikrostruktur khas setelah perlakuan panas yang tepat: martensit yang dikeraskan atau matriks martensitik/bainitik yang dikeraskan dengan distribusi karbida yang terkontrol. Resep paduan dan perlakuan panas dioptimalkan untuk mempertahankan ketangguhan; martensit yang dikeraskan dengan karbida paduan skala nano adalah tujuan umum.
- Respons perlakuan panas: merespons dengan baik terhadap pemanasan awal, pendinginan, dan siklus temper yang dirancang untuk menyeimbangkan kekerasan dan ketangguhan. Normalisasi atau annealing subkritikal dapat digunakan sebelum pemesinan. Pendinginan dan temper memberikan struktur yang ulet dan tahan benturan.
- 1.2083:
- Mikrostruktur khas: matriks martensitik dengan fraksi volume yang lebih tinggi dari karbida kaya krom (seringkali relatif kecil dan terdistribusi merata jika diproses dengan benar). Mikrostruktur ini mendukung ketahanan aus dan permukaan dengan gesekan rendah.
- Respons perlakuan panas: mengambil kondisi kekerasan tinggi pada pendinginan dan temper; nitriding atau perlakuan kriogenik dapat digunakan untuk menstabilkan karbida halus dan meningkatkan kekerasan permukaan. Overheating atau pertumbuhan karbida kasar mengurangi kemampuan pemolesan, sehingga kontrol ketat terhadap siklus termal sangat penting.
Rute manufaktur: - Normalisasi memperhalus ukuran butir dan bermanfaat untuk kedua grade sebagai perlakuan awal. - Pendinginan & temper: memberikan kekerasan dan kekuatan akhir. Pada 1.2767, temper digunakan untuk memaksimalkan ketangguhan tanpa mengorbankan kekuatan yang diperlukan; pada 1.2083, temper dikendalikan untuk menghasilkan kekerasan tinggi untuk ketahanan aus sambil mempertahankan cukup ulet untuk layanan.
4. Sifat Mekanis
| Sifat | 1.2767 (kinerja khas) | 1.2083 (kinerja khas) |
|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Sedang–Tinggi dalam kondisi pendinginan & temper; dirancang untuk menahan patah di bawah beban | Tinggi saat sepenuhnya dikeraskan—fokus pada ketahanan aus |
| Kekuatan Luluh | Sedang — dirancang untuk memungkinkan sedikit plastisitas sebelum kegagalan | Tinggi — deformasi plastis lebih sedikit sebelum luluh dalam kondisi dikeraskan |
| Panjang Regangan | Relatif lebih tinggi — ketangguhan yang lebih baik | Lebih rendah — kekerasan yang lebih tinggi mengurangi regangan |
| Ketangguhan Impak | Tinggi — dirancang untuk ketahanan guncangan dan ketahanan terhadap propagasi retakan | Lebih rendah — mikrostruktur kaya karbida mengurangi penyerapan energi impak |
| Kekerasan | Sedang hingga tinggi tergantung pada temper (seimbang untuk ketangguhan) | Lebih tinggi — dioptimalkan untuk mencapai dan mempertahankan kekerasan permukaan yang tinggi |
Penjelasan: - 1.2767 akan dipilih ketika ketangguhan impak dan ketahanan terhadap beban mendadak, chip, atau siklus termal lebih penting daripada kekerasan maksimum yang dapat dicapai. Campuran paduannya dan pendekatan perlakuan panas memprioritaskan matriks yang lebih tangguh. - 1.2083 akan menunjukkan kekerasan dan ketahanan aus yang lebih tinggi dalam layanan, menawarkan pelestarian geometri permukaan yang lebih baik dan retensi penyelesaian cermin yang lebih baik, tetapi dengan mengorbankan ketangguhan bulk.
5. Kemampuan Las
Kemampuan las baja alat sangat bergantung pada ekuivalen karbon, kemampuan pengerasan, dan mikro-paduan. Dua rumus prediktif yang umum digunakan adalah:
$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$
dan
$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$
Interpretasi kualitatif: - Kandungan kromium, molybdenum, dan vanadium yang lebih tinggi meningkatkan $CE_{IIW}$ dan $P_{cm}$, menunjukkan risiko lebih besar dari retakan terkait kemampuan pengerasan di zona yang terpengaruh panas las. - 1.2767, dirancang untuk ketangguhan, sering memiliki pilihan paduan yang memoderasi kemampuan pengerasan; pemanasan awal dan perlakuan panas pasca-las yang terkontrol (PWHT) biasanya diperlukan. - 1.2083, dengan kandungan krom dan pembentuk karbida yang lebih tinggi, cenderung kurang dapat dilas tanpa pemanasan awal, kontrol suhu antar las, dan temper pasca-las. Dalam banyak kasus, pengelasan dihindari; pemesinan atau proses pengelasan khusus brazing/fusi digunakan jika penyambungan diperlukan. - Untuk kedua grade, jika pengelasan diperlukan, ikuti prosedur ketat: pemanasan awal yang terkontrol, pilihan pengisi dengan input panas rendah, kontrol suhu antar las, dan PWHT untuk mengurangi stres residual dan menghindari retakan HAZ.
6. Korosi dan Perlindungan Permukaan
- Kedua grade bukanlah paduan austenitik tahan karat; keduanya adalah baja alat dan akan berkarat di lingkungan ambien dan agresif tanpa perlindungan.
- Perlindungan umum: pengecatan, pelumasan, fosfatasi, atau galvanisasi untuk perlindungan korosi umum; untuk alat, pelapis penghambat korosi (PVD, nitride, atau pelapisan krom keras) dan minyak pemeliharaan banyak digunakan.
- Rumus PREN biasanya tidak berlaku karena kedua grade bukanlah paduan tahan karat di mana ketahanan terhadap pitting adalah metrik desain utama:
$$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
- Gunakan PREN hanya untuk grade tahan karat; untuk baja alat, evaluasi paparan lingkungan dan pilih pelapis atau baja alat tahan korosi jika diperlukan.
7. Fabrikasi, Kemampuan Mesin, dan Formabilitas
- Kemampuan mesin:
- 1.2767: umumnya lebih toleran dalam pemesinan dan penggilingan karena temper untuk tingkat kekerasan yang moderat adalah hal yang umum; ketangguhan yang lebih baik mengurangi chip saat pemotongan.
- 1.2083: lebih keras dan lebih abrasif (kaya karbida); pemesinan dalam keadaan sepenuhnya dikeraskan sulit—pemesinan kasar dalam kondisi dikeraskan diikuti dengan pengerasan akhir dan penggilingan/pemolesan akhir adalah hal yang umum.
- Formabilitas dan pembengkokan:
- Kedua grade bukanlah baja pembentuk lembaran; mereka dibentuk melalui pemesinan, EDM, dan penggilingan. Jika pembengkokan terlibat, kondisi dikeraskan dan langkah-langkah penghilang stres digunakan.
- Penyelesaian permukaan:
- 1.2083 lebih mudah dicapai dan dipertahankan permukaan cermin atau permukaan berkilau tinggi karena distribusi karbida yang halus dan kandungan inklusi yang rendah saat diproses dengan benar.
- 1.2767 memerlukan perhatian lebih pada praktik penggilingan dan pemolesan untuk menghindari mikro-chipping karena tujuannya adalah untuk mempertahankan ketangguhan bulk.
8. Aplikasi Khas
| 1.2767 — Penggunaan Khas | 1.2083 — Penggunaan Khas |
|---|---|
| Cetakan berat yang terkena dampak dan siklus termal (alat tekan, stamping panas) | Cetakan dan cetakan presisi yang memerlukan pemolesan tinggi, seperti cetakan optik, alat penyelesaian cermin, dan cetakan blanking halus |
| Pukulan dan bilah pemotong di mana ketahanan guncangan sangat penting | Ujung pemotong dan alat pembentuk yang tahan aus di mana penyelesaian permukaan dan retensi dimensi sangat penting |
| Komponen di mana ketahanan terhadap patah dan umur kelelahan diprioritaskan | Inserts cetakan progresif dan bagian yang memerlukan umur pakai yang panjang ditambah penyelesaian permukaan yang superior |
| Alat struktural yang terpapar gradien termal | Alat untuk komponen dekoratif atau yang terlihat yang memerlukan permukaan bebas cacat |
Rasional pemilihan: - Pilih 1.2767 ketika alat kemungkinan akan mengalami beban mendadak, dampak tekan, atau siklus termal/mekanis tinggi di mana ketangguhan dan ketahanan terhadap propagasi retakan lebih penting daripada kebutuhan untuk pemolesan permukaan yang sangat baik. - Pilih 1.2083 ketika kualitas permukaan akhir, stabilitas dimensi di bawah kontak aus, dan ketahanan terhadap aus abrasif adalah pendorong utama.
9. Biaya dan Ketersediaan
- Pendorong biaya: elemen paduan (Cr, Mo, V), pemrosesan (kontrol kotoran yang ketat, peleburan vakum, metalurgi serbuk), dan pemrosesan pasca (penguatan, perlakuan kriogenik, nitriding).
- Ketersediaan:
- Kedua grade umumnya tersedia dari pabrik baja alat spesialis dan distributor, tetapi bentuk produk spesifik (batang, pelat pra-dikeraskan, varian metalurgi serbuk) bervariasi menurut pemasok.
- Varian 1.2083 yang dioptimalkan untuk penyelesaian cermin mungkin merupakan produk premium karena kontrol inklusi yang lebih ketat dan penyelesaian; varian 1.2767 yang dioptimalkan untuk ketangguhan mungkin lebih banyak tersedia dalam penampang yang lebih besar untuk aplikasi alat tekan.
- Dari perspektif pengadaan, pertimbangkan total biaya kepemilikan: biaya material + perlakuan panas + pemrosesan akhir + umur yang diharapkan di bawah kondisi operasi.
10. Ringkasan dan Rekomendasi
| Kriteria | 1.2767 | 1.2083 |
|---|---|---|
| Kemampuan Las | Lebih baik (relatif), tetapi masih memerlukan perhatian | Lebih menantang — risiko lebih tinggi dari retakan HAZ |
| Seimbang Kekuatan–Ketangguhan | Dioptimalkan untuk ketangguhan dan ketahanan terhadap dampak | Dioptimalkan untuk kekerasan tinggi dan ketahanan aus |
| Biaya (khas) | Sedang — pemrosesan untuk mempertahankan ketangguhan | Sedang–Tinggi — mungkin memerlukan pemrosesan yang lebih halus untuk kemampuan pemolesan |
Kesimpulan dan panduan pemilihan: - Pilih 1.2767 jika: alat atau komponen harus tahan terhadap guncangan mekanis, chip, atau siklus termal; jika ketangguhan impak yang lebih tinggi dan ketahanan terhadap inisiasi retakan adalah perhatian utama; atau ketika aplikasi dapat mentolerir penyelesaian permukaan yang baik tetapi tidak cermin. - Pilih 1.2083 jika: penyelesaian permukaan, kemampuan pemolesan, dan ketahanan aus adalah persyaratan dominan; ketika mempertahankan geometri permukaan yang ketat di bawah kontak abrasif sangat penting; atau ketika bagian akhir membutuhkan penyelesaian cermin atau kualitas optik dan kondisi layanan tidak membuatnya sering terkena beban impak.
Catatan akhir: kinerja yang tepat sangat bergantung pada kimia sub-grade yang tepat, rute peleburan, dan siklus perlakuan panas. Untuk pemilihan yang kritis, minta sertifikat pabrik, verifikasi kekerasan dan mikrostruktur dari pemasok, dan lakukan pengujian tingkat aplikasi (kelelahan, impak, percobaan pemolesan) sebelum menyelesaikan pengadaan.