DC01 vs DC03 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Pengenalan
DC01 dan DC03 adalah baja karbon rendah yang dilapisi dingin yang umumnya ditentukan untuk pekerjaan logam lembaran dalam fabrikasi otomotif, peralatan, dan industri ringan. Insinyur dan manajer pengadaan sering menghadapi dilema pemilihan antara kelas-kelas ini saat menyeimbangkan kemampuan pembentukan, kekuatan, kualitas permukaan, dan biaya—misalnya, memutuskan apakah akan memprioritaskan pembentukan dalam-dalam yang lebih mudah dan stamping kompleks (kemampuan pembentukan) dibandingkan dengan kekuatan yang sedikit lebih tinggi atau biaya unit yang lebih rendah.
Perbedaan utama antara DC01 dan DC03 adalah kinerja pembentukan yang dimaksudkan: DC03 ditentukan dan diproses untuk memberikan kemampuan tarik dan kondisi permukaan yang lebih baik untuk operasi pembentukan dibandingkan dengan DC01. Karena keduanya berasal dari keluarga baja karbon rendah yang dilapisi dingin yang sama, mereka sering dibandingkan ketika desainer perlu mencocokkan perilaku lembaran (pemulihan, penipisan lokal) dengan kemampuan alat dan proses.
1. Standar dan Penunjukan
- Standar utama
- EN: EN 10130 — Baja karbon rendah yang dilapisi dingin untuk pembentukan
- JIS: JIS G3141 / JIS G3143 (baja yang dilapisi dingin serupa; nama kelas yang berbeda)
- GB: GB/T 2518 / GB/T 700 keluarga (baja karbon terkait dalam standar Tiongkok)
- ASTM/ASME: ASTM memiliki penunjukan terpisah (lembaran baja karbon yang dilapisi dingin), tetapi nama kelas langsung 1:1 seperti DC01/DC03 adalah penunjukan EN
- Klasifikasi
- Baik DC01 maupun DC03 adalah baja karbon (tidak paduan) (baja ringan) dalam keluarga produk yang dilapisi dingin.
- Mereka bukan kelas stainless, baja alat, atau HSLA; tambahan paduan minimal dan terutama residual.
2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan
Keluarga EN DC0x secara sengaja sangat rendah dalam kandungan paduan untuk memaksimalkan kemampuan pembentukan dan mengontrol kualitas permukaan. Penekanan komposisi yang khas adalah pada meminimalkan karbon, silikon, fosfor, dan sulfur (kotoran) daripada menambahkan elemen paduan penguat.
Tabel: Penekanan komposisi yang khas (indikatif; konsultasikan edisi standar yang tepat atau sertifikat pemasok untuk batas yang tepat)
| Elemen | DC01 (penekanan khas) | DC03 (penekanan khas) |
|---|---|---|
| C (karbon) | Rendah; dikendalikan untuk memungkinkan pelapisan dingin dan kemampuan pembentukan yang moderat (batas atas DC01 lebih tinggi daripada DC03) | Lebih rendah dari DC01 untuk meningkatkan pembentukan dalam-dalam dan mengurangi sensitivitas pengerasan kerja |
| Mn (mangan) | Penambahan kecil untuk mengontrol kekuatan dan pelapisan (tingkat yang terkontrol) | Mirip dengan DC01 (digunakan untuk kontrol kekuatan/pengerasan bak) |
| Si (silikon) | Rendah (tingkat deoksidasi; cenderung dibatasi untuk mengontrol permukaan dan pembentukan) | Dijaga tetap rendah atau lebih rendah untuk meningkatkan kemampuan tarik |
| P (fosfor) | Dijaga rendah (kotoran) | Dijaga rendah (mirip dengan DC01) |
| S (sulfur) | Dijaga rendah (kotoran) | Dijaga rendah (mirip dengan DC01) |
| Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti, B | Tidak sengaja ditambahkan dalam jumlah signifikan; hadir dalam residual/jejak jika ada | Tidak sengaja ditambahkan (hanya residual) |
| N (nitrogen) | Dikendalikan untuk menghindari kerapuhan; biasanya rendah | Dikendalikan; rendah untuk mendukung kemampuan pembentukan |
Catatan: - Maksimum numerik tergantung pada edisi spesifik EN 10130 dan pada kontrol pemasok. Tabel ini berfokus pada strategi paduan: meminimalkan C dan elemen kotoran untuk meningkatkan kemampuan pembentukan dan mengurangi variabilitas permukaan dan pemulihan. - DC03 diproduksi dengan kontrol elemen dan pemrosesan yang lebih ketat untuk meningkatkan kapasitas pembentukan dalam-dalam relatif terhadap DC01.
Bagaimana paduan mempengaruhi sifat - Karbon meningkatkan kekuatan dan kemampuan pengerasan tetapi mengurangi ketangguhan dan kemampuan pembentukan; oleh karena itu DC03 dijaga sedikit lebih rendah dalam karbon untuk meningkatkan pembentukan. - Mangan meningkatkan kekuatan dan mempengaruhi kemampuan pengerasan bak; Mn yang terkontrol menyeimbangkan kekuatan dan kemampuan tarik. - Silikon adalah deoksidator; Si yang berlebihan dapat meningkatkan kekuatan dan mengurangi ketangguhan. Si yang lebih rendah membantu kualitas permukaan dan pembentukan dalam-dalam. - Elemen mikro paduan jejak (V, Nb, Ti) tidak digunakan secara sengaja dalam kelas-kelas ini karena mereka meningkatkan kekuatan dan mengurangi kemampuan pembentukan.
3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas
- Mikrostruktur yang khas
- Kedua DC01 dan DC03 dalam kondisi dilapisi dingin dan diregangkan secara komersial didominasi oleh ferit dengan pearlit yang sangat halus terdistribusi secara merata dan substruktur residual dari pekerjaan dingin. Siklus annealing yang digunakan setelah pelapisan dingin menghasilkan struktur butir feritik yang halus dengan kepadatan dislokasi rendah untuk memaksimalkan ketangguhan.
- Rute pemrosesan standar
- Pelapisan dingin diikuti oleh annealing kontinu atau annealing batch dan leveling skin-pass. DC03 biasanya disuplai dalam keadaan yang lebih lembut dan lebih sepenuhnya diregangkan yang dioptimalkan untuk operasi pembentukan.
- Respons terhadap perlakuan panas
- Ini adalah baja karbon rendah dan tidak dikeraskan dengan perlakuan quench & temper konvensional untuk menghasilkan kekuatan tinggi; mereka merespons terutama terhadap annealing (pelunakan) dan pengerasan regangan selama pembentukan.
- Normalisasi atau siklus termal yang lebih parah umumnya tidak digunakan dalam produksi untuk kelas lembaran yang dilapisi dingin ini karena produk lembaran diukur dan dikondisikan permukaannya untuk pembentukan.
- Perlakuan termo-mekanis (umum untuk HSLA) tidak relevan untuk DC01/DC03: mikrostruktur dikendalikan oleh pelapisan dingin dan anneal akhir untuk mencapai kekuatan hasil yang rendah dan ketangguhan tinggi untuk pembentukan.
4. Sifat Mekanis
Tabel: Perilaku mekanis komparatif (rentang kualitatif — nilai aktual tergantung pada temper, ketebalan, dan pemasok)
| Sifat | DC01 | DC03 | Komentar |
|---|---|---|---|
| Kekuatan tarik (rentang lembaran yang khas) | Sedang | Sedang hingga sedikit lebih rendah | DC03 sering disuplai lebih lembut untuk mendukung kemampuan tarik |
| Kekuatan hasil | Lebih tinggi dari DC03 (sedikit) | Lebih rendah dari DC01 | Kekuatan hasil yang lebih rendah mengurangi gaya pukul yang diperlukan dan menurunkan risiko pemulihan |
| Peregangan (ketangguhan) | Baik | Lebih baik dari DC01 | DC03 dioptimalkan untuk peregangan seragam yang lebih besar untuk pembentukan dalam-dalam |
| Kekerasan | Sedikit lebih tinggi (tergantung pada penyelesaian) | Sedikit lebih rendah | Kekerasan mencerminkan kondisi kerja dingin/anneal; DC03 lebih lembut dalam kondisi khas |
Penjelasan - DC03 biasanya diproses untuk menghasilkan peregangan seragam yang lebih baik dan kekuatan hasil yang lebih rendah dibandingkan dengan DC01 untuk mendukung operasi pembentukan yang lebih dalam dan lebih kompleks dengan risiko retak atau leher yang lebih sedikit. - DC01, meskipun masih merupakan baja karbon rendah yang dilapisi dingin, mungkin memiliki kekuatan dan kekerasan yang sedikit lebih tinggi dalam beberapa temper dan merupakan kelas yang baik untuk tujuan umum untuk pembentukan yang kurang menuntut atau di mana kekuatan yang sedikit lebih tinggi dapat diterima.
5. Kemampuan Las
Kemampuan las untuk baja karbon rendah yang dilapisi dingin seperti DC01 dan DC03 umumnya baik, tetapi tergantung pada setara karbon dan kandungan kotoran.
Indeks kemampuan las yang berguna: - IIW Setara Karbon: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Rumus Pcm untuk prediksi kerentanan retak dingin: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$
Interpretasi (kualitatif) - Baik DC01 maupun DC03 memiliki karbon rendah dan sedikit tambahan paduan, menghasilkan nilai $CE_{IIW}$ dan $P_{cm}$ yang rendah—menunjukkan kemampuan las yang baik dengan metode pengelasan busur logam gas standar atau pengelasan titik tahan. - Karena DC03 sedikit lebih rendah dalam karbon dan sering memiliki kontrol residual yang lebih ketat, ia mungkin menunjukkan ketahanan yang sedikit lebih baik terhadap pengerasan di zona yang terpengaruh panas dan kerentanan yang sedikit lebih rendah terhadap retak dingin. - Untuk pengelasan titik tahan, kondisi permukaan (pelapis, minyak) dan ketebalan tumpukan lembaran lebih penting daripada perbedaan kecil antara DC01 dan DC03. - Perlakuan pemanasan awal dan pasca-las jarang diperlukan untuk kelas-kelas ini pada ketebalan umum; namun, konsultasikan spesifikasi prosedur pengelasan ketika bagian-bagian tersebut kritis atau ketika pelapisan (misalnya, galvanis) ada.
6. Korosi dan Perlindungan Permukaan
- Kelas-kelas ini adalah baja karbon biasa (tidak stainless); mereka bergantung pada pelapis dan cat pelindung untuk perlindungan korosi.
- Metode perlindungan permukaan yang khas
- Galvanisasi celup panas (pelapisan seng)
- Elektrogalvanisasi (lapisan seng tipis yang seragam)
- Pelapis organik (fosfat + cat, pelapis gulungan)
- Pewarnaan E (elektrodeposisi) untuk komponen otomotif
- PREN (Angka Setara Ketahanan Pitting) tidak berlaku untuk DC01/DC03 karena PREN berlaku untuk baja stainless: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
- Panduan praktis
- Untuk komponen luar yang terekspos, pilih gulungan yang dilapisi galvanis atau dicat untuk kedua kelas. Kandungan karbon DC03 yang sedikit lebih rendah tidak secara material mengubah kinerja korosi; sistem pelapisan menentukan umur layanan.
- Perhatikan bahwa perlakuan permukaan (elektroplating, pengecatan) berinteraksi dengan pembentukan: pelapis yang lebih berat dapat retak selama penarikan dalam-dalam; kemampuan pembentukan DC03 yang lebih baik dapat memungkinkan penggunaan pelapis yang lebih tebal atau pembentukan yang lebih agresif tanpa kegagalan pelapisan.
7. Fabrikasi, Kemudahan Pemesinan, dan Kemampuan Pembentukan
- Kemampuan pembentukan
- DC03 adalah pilihan yang lebih disukai untuk penarikan dalam-dalam, stamping kompleks, dan aplikasi yang memerlukan peregangan seragam yang tinggi dan pemulihan minimal. Pemrosesannya menghasilkan kekuatan hasil yang lebih rendah dan kemampuan regangan yang lebih tinggi.
- DC01 dapat diterima untuk operasi pembentukan yang lebih sederhana, pembengkokan, dan di mana kekuatan yang sedikit lebih tinggi atau biaya material yang lebih rendah diprioritaskan.
- Pembengkokan dan pemulihan
- Kekuatan hasil yang lebih rendah di DC03 mengurangi pemulihan dan membuat pembengkokan lebih dapat diprediksi untuk alat presisi.
- Pemotongan dan pemesinan
- Kedua kelas dapat diproses dengan mudah menggunakan alat konvensional. Perbedaan kemudahan pemesinan kecil, karena keduanya adalah karbon rendah; namun, bagian yang dibentuk dari DC01 yang memiliki pengerasan kerja yang lebih tinggi dapat menyebabkan sedikit peningkatan keausan alat.
- Penyelesaian permukaan dan penyelesaian
- DC03 sering disuplai dengan penyelesaian permukaan dan skin-pass yang dioptimalkan untuk meminimalkan slip dan memastikan adhesi pelapisan dalam langkah penyelesaian berikutnya.
8. Aplikasi Khas
Tabel: Aplikasi khas berdasarkan kelas
| DC01 (penggunaan khas) | DC03 (penggunaan khas) |
|---|---|
| Bagian dingin yang dilapisi umum, panel struktural ringan, braket yang dicetak sederhana, panel peralatan di mana pembentukan moderat diperlukan | Komponen yang ditarik dalam-dalam, panel dalam otomotif yang dicetak kompleks, tangki bahan bakar (ketika dikombinasikan dengan pelapisan yang sesuai), peralatan dapur yang ditarik, bagian HVAC yang ditarik dalam-dalam |
| Bagian yang akan dicat atau dilapisi bubuk di mana biaya menjadi prioritas | Bagian dengan kemampuan pembentukan tinggi di mana meminimalkan retak, kerutan, dan pemulihan sangat penting |
| Aplikasi di mana kekuatan hasil yang sedikit lebih tinggi menguntungkan | Aplikasi yang menuntut akurasi dimensi yang konsisten setelah pembentukan |
Rasional pemilihan - Pilih DC03 ketika geometri bagian memerlukan penarikan dalam-dalam atau operasi peregangan kompleks dan ketika kualitas permukaan area yang dibentuk (integritas pelapisan) sangat penting. - Pilih DC01 ketika pembentukan bersifat moderat, alatnya lebih sederhana, dan kekuatan yang sedikit lebih tinggi atau biaya material yang sedikit lebih rendah dapat diterima.
9. Biaya dan Ketersediaan
- Biaya relatif
- DC01 sering sedikit lebih murah di pasar komoditas karena merupakan kelas baja dingin tujuan umum standar.
- DC03 mungkin memiliki sedikit premi karena kontrol proses yang lebih ketat dan siklus annealing yang disesuaikan untuk meningkatkan kemampuan pembentukan.
- Ketersediaan berdasarkan bentuk produk
- Kedua kelas tersedia secara luas dalam gulungan dan lembaran potong-panjang di Eropa dan banyak wilayah lainnya karena mereka adalah kelas standar EN.
- Ketersediaan dalam ketebalan tertentu, penyelesaian permukaan, dan varian yang dilapisi (elektrogalvanis, pra-dicat) akan bervariasi berdasarkan pabrik dan wilayah; waktu tunggu untuk DC03 dalam temper khusus atau bentuk yang dilapisi mungkin sedikit lebih lama.
10. Ringkasan dan Rekomendasi
Tabel: Perbandingan cepat
| Atribut | DC01 | DC03 |
|---|---|---|
| Kemampuan las | Baik | Sedikit lebih baik (marginal) |
| Seimbang Kekuatan–Ketangguhan | Kekuatan sedang dengan ketangguhan yang baik | Kekuatan hasil yang lebih rendah dan peregangan seragam yang lebih tinggi — kemampuan pembentukan yang lebih baik |
| Biaya | Biasanya lebih rendah | Biasanya sedikit lebih tinggi |
| Terbaik untuk | Stam dan panel umum | Penarikan dalam-dalam dan pembentukan kompleks |
Kesimpulan dan rekomendasi - Pilih DC03 jika: - Bagian Anda memerlukan penarikan dalam-dalam, pembentukan regangan yang signifikan, atau kontrol ketat terhadap pemulihan. - Anda perlu meminimalkan risiko retak dan menjaga pelapisan permukaan selama pembentukan yang parah. - Akurasi dimensi setelah pembentukan dan integritas pelapisan adalah prioritas tinggi. - Pilih DC01 jika: - Operasi pembentukan bersifat moderat (stamping sederhana, pembengkokan) dan proses tidak menuntut kemampuan tarik maksimum. - Biaya material yang lebih rendah atau kekuatan yang sedikit lebih tinggi menguntungkan. - Anda memerlukan lembaran dingin tujuan umum yang tersedia secara luas untuk produksi yang ekonomis.
Catatan akhir: DC01 dan DC03 termasuk dalam keluarga baja karbon rendah yang dilapisi dingin di mana perbedaan praktis berasal dari pemrosesan pabrik (siklus anneal, skin-pass, penyelesaian permukaan) sama seperti dari kimia nominal. Selalu konfirmasi nilai kimia dan mekanis yang tepat pada sertifikat uji pabrik dan, untuk operasi pembentukan yang kritis, minta sampel untuk percobaan proses atau minta pemasok baja untuk sertifikat kelas gambar yang menentukan temper dan sifat pembentukan yang dijamin.