A615 vs A706 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Pendahuluan
ASTM A615 dan ASTM A706 adalah dua dari kelas baja penguat (rebar) yang paling umum ditentukan dalam konstruksi beton. Insinyur, manajer pengadaan, dan produsen sering mempertimbangkan pilihan antara A615 yang lebih murah dan A706 yang lebih ketat dalam pengendalian saat menentukan penguatan untuk proyek. Faktor-faktor keputusan yang umum termasuk biaya, ketersediaan, ketangguhan yang diperlukan, dan apakah pengelasan atau detail seismik diperlukan.
Perbedaan teknis utama yang mendorong perbandingan adalah pengendalian metalurgi yang berorientasi pada ketangguhan dan ketahanan terhadap mikrostruktur yang rentan terhadap retak selama pengelasan dan beban seismik. Karena A706 diproduksi dengan batasan kimia yang lebih ketat dan kinerja mekanis yang ditentukan untuk meningkatkan ketangguhan dan ketangguhan, kedua kelas sering dievaluasi bersama ketika proyek memerlukan kinerja yang lebih baik (misalnya, sambungan yang dapat dilas atau ketahanan seismik) dibandingkan ketika ekonomi dan ketersediaan menjadi yang utama.
1. Standar dan Penunjukan
- ASTM/ASME:
- ASTM A615: Spesifikasi Standar untuk Batang Baja Karbon yang Terdeformasi dan Datar untuk Penguatan Beton.
- ASTM A706: Spesifikasi Standar untuk Batang Baja Paduan Rendah yang Terdeformasi dan Datar untuk Penguatan Beton.
- Ekivalen internasional / standar terkait:
- EN: Berbagai jenis EN 10080 / BS 4449 mendefinisikan baja penguat dengan peran yang sebanding (ductile vs tujuan umum).
- JIS/GB: Standar nasional untuk rebar di Jepang dan China menyediakan kelas produk yang sebanding, tetapi persyaratan kimia dan mekanis berbeda.
- Klasifikasi:
- A615 — Batang baja penguat karbon (datar atau terdeformasi).
- A706 — Batang baja paduan rendah dengan kimia dan sifat mekanis yang terkontrol yang ditujukan untuk meningkatkan ketangguhan dan kemampuan dilas.
- Keduanya bukan baja tahan karat atau baja alat; keduanya adalah kelas penguatan karbon/paduan rendah struktural.
2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan
Kedua kelas ini pada dasarnya adalah baja besi-karbon, tetapi mereka berbeda dalam cara elemen kimia dikendalikan. Tabel berikut merangkum keberadaan, penekanan kontrol, dan tujuan untuk elemen umum daripada persentase yang tepat.
| Elemen | A615 (rebar karbon) | A706 (rebar paduan rendah, ductile) |
|---|---|---|
| C (Karbon) | Ada; komposisi khas rebar karbon dan bisa lebih tinggi dari A706; kurang ketat dikendalikan | Dikendalikan untuk batas maksimum yang lebih rendah untuk meningkatkan ketangguhan dan kemampuan dilas |
| Mn (Mangan) | Ada sebagai paduan kekuatan dan deoksidasi; khas rebar karbon | Ada tetapi dikendalikan; digunakan untuk mencapai kekuatan dengan C yang lebih rendah |
| Si (Silikon) | Ada sebagai deoksidator; tidak terlalu dibatasi | Ada, peran serupa; batas membantu mengontrol ketangguhan |
| P (Fosfor) | Biasanya dibatasi tetapi bisa lebih tinggi dari A706 di beberapa sumber | Batas yang lebih ketat untuk mengurangi risiko kerapuhan |
| S (Belerang) | Biasanya ada dalam jumlah rendah; S yang lebih tinggi merusak ketangguhan | Batas yang lebih ketat untuk meningkatkan ketangguhan dan mengurangi kerapuhan panas |
| Cr, Ni, Mo (Cr, Ni, Mo) | Umumnya tidak sengaja dipadu; mungkin ada pada tingkat jejak | Umumnya dibatasi; pendekatan paduan rendah menghindari peningkatan kekerasan yang signifikan |
| V, Nb, Ti (mikropaduan) | Mungkin ada di beberapa produsen untuk mengontrol kekuatan/temper | Dapat ada dalam jumlah terkontrol di A706 untuk mengelola ukuran butir dan ketangguhan, tetapi dibatasi untuk menghindari kekerasan |
| B | Tidak biasanya dikendalikan; jejak | Tidak biasanya digunakan; dikendalikan jika ada |
| N (Nitrogen) | Tidak biasanya dikendalikan di luar praktik baja standar | Dikendalikan sebagai bagian dari keseluruhan kimia ketika diperlukan untuk kontrol ketangguhan |
Bagaimana paduan mempengaruhi perilaku: - Karbon yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi mengurangi kemampuan dilas dan ketangguhan. - Mangan meningkatkan kekuatan dan kekerasan serta membantu deoksidasi; ketika dikombinasikan dengan C yang lebih tinggi dapat meningkatkan kerentanan terhadap mikrostruktur yang keras dan rapuh. - Mikropaduan (V, Nb, Ti) dapat memperhalus butir dan meningkatkan kekuatan melalui penguatan presipitasi, tetapi jumlah yang berlebihan atau kekerasan yang tinggi dapat meningkatkan risiko retak di zona yang terpengaruh panas saat dilas. - Strategi kimia A706 adalah meminimalkan elemen yang meningkatkan kekerasan dan risiko retak yang dibantu hidrogen sambil menggunakan Mn yang terkontrol dan mikropaduan untuk mencapai kekuatan target dengan ketangguhan yang lebih baik.
3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas
Proses yang umum untuk rebar adalah penggulungan panas dan pendinginan terkontrol daripada perlakuan panas pasca-penggulungan yang berbeda untuk sebagian besar produksi.
- A615:
- Mikrostruktur khas setelah penggulungan panas: campuran ferit–pearlit, tergantung pada laju pendinginan dan komposisi.
- Karena kimia berorientasi pada rebar karbon, mikrostruktur dapat mengandung fraksi pearlit yang lebih tinggi atau koloni pearlit yang lebih halus dalam pemanasan karbon yang lebih tinggi.
- Normalisasi, pendinginan, atau tempering tidak umum sebagai langkah produksi untuk rebar A615 standar; sifat sebagian besar ditentukan oleh komposisi dan penggulungan/pendinginan.
- A706:
- Diproduksi dengan praktik kimia dan penggulungan yang ditujukan untuk menghasilkan mikrostruktur yang lebih ductile dan tangguh (matriks feritik dengan pearlit yang terkontrol dan/atau konstituen bainitik tergantung pada pendinginan).
- Kontrol termo-mekanis (penggulungan terkontrol dan pendinginan dipercepat) dapat digunakan untuk memperhalus ukuran butir dan meningkatkan ketangguhan/ductility tanpa meningkatkan kekerasan.
- Respons A706 terhadap perlakuan panas mirip dengan baja paduan rendah lainnya, tetapi perlakuan panas pasca-penggulungan bukanlah norma untuk produk rebar; penekanan ada pada pemrosesan pabrik untuk mencapai perilaku mekanis yang diperlukan.
Dampak pemrosesan: - Pendinginan yang lebih cepat atau kandungan paduan yang lebih tinggi meningkatkan kekerasan dan potensi untuk mikrostruktur yang lebih keras; ini biasanya dihindari untuk A706. - Penyempurnaan butir dan suhu transformasi yang terkontrol digunakan untuk meningkatkan ketangguhan untuk aplikasi seismik.
4. Sifat Mekanis
Memberikan karakterisasi mekanis komparatif daripada nilai numerik tetap untuk semua produk, karena kedua standar memungkinkan beberapa tingkat kelas.
| Sifat | A615 (tipikal) | A706 (tipikal) |
|---|---|---|
| Kekuatan tarik | Memenuhi kelas tarik yang ditentukan untuk rebar standar; kekuatan tipikal untuk nomor kelas tertentu sebanding | Persyaratan tarik nominal yang serupa untuk nomor kelas yang cocok |
| Kekuatan luluh | Ditentukan oleh kelas (misalnya, 40, 60, 75) — kelas 60 yang banyak digunakan adalah umum | Penunjukan kelas yang sama tersedia, tetapi A706 sering memerlukan perilaku luluh/pertambahan tertentu |
| Pertambahan (ductility) | Diterima untuk aplikasi beton umum; lebih rendah dari A706 pada kekuatan yang serupa dalam banyak kasus | Ductility yang lebih tinggi dan pertambahan yang terkontrol; pertambahan yang lebih seragam dan perilaku pasca-luluh yang lebih baik |
| Ketangguhan dampak | Tidak secara seragam ditentukan untuk semua produk; bisa lebih rendah tergantung pada kimia | Sering menunjukkan ketangguhan yang lebih baik dan ketahanan terhadap retak rapuh karena kimia/pemrosesan yang terkontrol |
| Kekerasan | Bervariasi; bisa lebih tinggi dalam pemanasan karbon yang lebih tinggi | Umumnya dikendalikan untuk menghindari kekerasan tinggi yang dapat mengganggu kemampuan dilas atau ketangguhan |
Interpretasi: - Untuk nomor kelas yang cocok (misalnya, “Kelas 60”), kekuatan luluh/tarik nominal sebanding antara A615 dan A706; perbedaannya terletak pada ketangguhan dan ketangguhan pada tingkat kekuatan yang serupa. - A706 ditentukan untuk memberikan deformabilitas dan ketahanan retak yang lebih baik dalam skenario beban dinamis atau seismik.
5. Kemampuan Dilas
Kemampuan dilas tergantung pada ekuivalen karbon, kandungan hidrogen, dan kekerasan. Dua indeks empiris yang umum digunakan:
-
Ekuivalen karbon IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$
-
Pcm Internasional: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$
Interpretasi kualitatif: - Nilai $CE_{IIW}$ dan $P_{cm}$ yang lebih rendah menunjukkan kemampuan dilas yang lebih mudah dengan risiko retak dingin yang berkurang. A706 diproduksi dengan ekuivalen karbon yang lebih rendah (melalui karbon yang lebih rendah dan paduan yang terkontrol) untuk meningkatkan kemampuan dilas dan mengurangi kerentanan terhadap retak yang dibantu hidrogen di zona yang terpengaruh panas saat dilas. - A615 mungkin memiliki kandungan karbon dan mikropaduan yang tidak terkontrol di beberapa pemanasan, yang dapat menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi dan risiko retak yang lebih besar saat dilas, terutama dengan input panas yang tinggi atau kondisi suhu rendah yang tidak memadai. - Panduan praktis: tentukan A706 ketika kinerja pasca-dilas dan ketahanan retak penting; untuk A615, pengelasan harus dilakukan dengan hati-hati dan kontrol teknik (pemanasan awal, elektroda hidrogen rendah, prosedur yang memenuhi syarat) diterapkan.
6. Korosi dan Perlindungan Permukaan
- Baik A615 maupun A706 adalah baja karbon/paduan rendah yang tidak tahan karat dan rentan terhadap korosi di lingkungan klorida atau korosif.
- Strategi perlindungan umum:
- Pelapisan epoksi pada rebar
- Galvanisasi (pelapisan seng), meskipun deformasi dan adhesi pelapisan memerlukan perhatian
- Rebar berlapis stainless atau stainless untuk lingkungan yang parah
- Penutup beton, aditif, dan sistem perlindungan katodik
- PREN (Angka Setara Ketahanan Pitting) tidak berlaku untuk kelas rebar non-stainless ini. Untuk pemilihan rebar stainless, gunakan: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
- Catatan pemilihan: jika ketahanan korosi adalah pendorong utama, A615 atau A706 harus ditentukan dengan pelapisan yang sesuai atau diganti dengan alternatif stainless atau tahan korosi.
7. Fabrikasi, Kemudahan Pemesinan, dan Kemudahan Pembentukan
- Pembengkokan dan pembentukan:
- A706 umumnya lebih disukai di mana ketangguhan tinggi dan jari-jari bengkok yang lebih ketat diperlukan (detail seismik, pembengkokan lapangan).
- A615 berfungsi dengan baik untuk pembengkokan standar tetapi mungkin memiliki cadangan ductility yang lebih sedikit untuk pembengkokan dingin yang ekstrem atau konsentrasi stres yang parah.
- Pemotongan/pemesinan:
- Kedua kelas biasanya dipotong dengan gergaji abrasif, gunting mekanis, atau pemotongan oksigen-bahan bakar/panas. Kemudahan pemesinan bukanlah perhatian utama untuk rebar.
- Penyelesaian:
- Pelapisan permukaan (epoksi, galvanisasi) diterapkan setelah penggulungan dalam kedua kasus; kimia A706 tidak menghalangi proses pelapisan dan dapat membantu umur pelapisan secara tidak langsung dengan mendukung perilaku ikatan beton yang lebih baik karena mode kegagalan ductile.
8. Aplikasi Tipikal
| A615 — Penggunaan Tipikal | A706 — Penggunaan Tipikal |
|---|---|
| Beton bertulang umum di bangunan, fondasi, pelat, dan struktur non-seismik di mana pengelasan minimal | Wilayah seismik dan struktur di mana ketangguhan tinggi diperlukan; penguatan yang dilas dan sambungan struktural |
| Beton massal di mana ekonomi dan ketersediaan yang luas menjadi prioritas | Jembatan, infrastruktur kritis, dan struktur yang memerlukan kontrol ketat terhadap perilaku retak |
| Anggota struktural non-kritis dan retrofit di mana rebar berlapis digunakan untuk mitigasi korosi | Aplikasi yang memerlukan pengelasan lapangan, sambungan mekanis dengan permintaan deformasi tinggi, dan kepatuhan kode yang terkontrol |
Alasan pemilihan: - Pilih A615 untuk ekonomi dan ketersediaan yang luas dalam peran penguatan konvensional. - Pilih A706 untuk aplikasi kritis yang memerlukan peningkatan ketangguhan, kemampuan dilas, dan ketahanan retak, terutama dalam desain seismik atau di mana pengelasan batang ditentukan.
9. Biaya dan Ketersediaan
- A615: Diproduksi secara luas dan biasanya merupakan pilihan yang paling ekonomis; tersedia dalam berbagai ukuran dan nomor kelas dari banyak pabrik.
- A706: Biasanya dihargai lebih tinggi karena kontrol kimia yang lebih ketat dan kadang-kadang pemrosesan khusus; ketersediaan mungkin lebih terbatas dan waktu tunggu lebih lama tergantung pada wilayah dan pemasok.
- Catatan pengadaan: total biaya proyek harus mencakup potensi penghematan dari detail yang disederhanakan (jika menggunakan A706 memungkinkan sambungan yang dilas) dibandingkan dengan biaya material yang lebih tinggi.
10. Ringkasan dan Rekomendasi
| Atribut | A615 | A706 |
|---|---|---|
| Kemampuan Dilas | Memadai untuk konektor pasca-tekanan ketika dikendalikan; lebih sensitif terhadap pengelasan secara keseluruhan | Unggul — dirancang untuk kemampuan dilas dan mengurangi risiko retak |
| Kesimbangan Kekuatan–Ketangguhan | Memenuhi kelas kekuatan nominal; ketangguhan lebih rendah untuk kekuatan yang serupa | Ketangguhan dan ductility yang lebih baik pada kelas kekuatan yang sebanding |
| Biaya | Lebih rendah, lebih tersedia secara luas | Lebih tinggi, mungkin memiliki waktu tunggu yang lebih lama |
Rekomendasi: - Pilih A615 jika biaya dan ketersediaan yang luas adalah pendorong utama, desain tidak memerlukan pengelasan penguatan, dan ductility standar dapat diterima. - Pilih A706 jika proyek memerlukan peningkatan ductility, ketangguhan, dan kemampuan dilas — misalnya, dalam detail seismik, sambungan yang dilas, atau infrastruktur kritis di mana risiko retak harus diminimalkan.
Catatan praktis akhir: selalu tentukan kelas, ukuran, prosedur las yang tepat, dan perlindungan pelapisan atau korosi yang diperlukan dalam dokumen kontrak. Untuk aplikasi yang dilas, sertakan kualifikasi prosedur las, persyaratan pemanasan awal/pemanasan pasca, dan kontrol hidrogen dalam spesifikasi untuk memastikan kinerja lapangan sesuai dengan maksud desain.