G90 vs G60 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi

Pengenalan

G90 dan G60 banyak dirujuk dalam konstruksi, peralatan, dan rantai pasokan otomotif — tetapi mereka bukanlah grade baja metalurgi yang berbeda seperti A36, S275, atau 1020. Sebaliknya, G90 dan G60 adalah penunjukan galvanisasi/pelapisan yang mengkomunikasikan massa pelapisan seng minimum yang diterapkan pada baja lembaran dan strip di bawah spesifikasi umum (misalnya keluarga ASTM A653/A924). Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur sering menghadapi dilema pemilihan antara perlindungan korosi dan kinerja siklus hidup terhadap biaya material tambahan dan kebutuhan pemrosesan hilir. Konteks keputusan yang umum termasuk struktur yang terpapar di luar ruangan di mana ketahanan korosi jangka panjang penting dibandingkan dengan bagian interior atau yang dicat di mana biaya dan kemampuan pembentukan mungkin lebih dominan; trade-off umum lainnya adalah apakah pelapisan yang lebih berat menyulitkan operasi pembentukan, pengelasan, atau pengecatan.

Perbedaan teknis utama antara G90 dan G60 adalah massa seng yang diterapkan pada permukaan baja: G90 memiliki lapisan seng yang jauh lebih tebal dibandingkan G60. Karena pelapisan seng — bukan kimia substrat bulk — yang membedakan penunjukan ini, kedua pelapisan ini biasanya dibandingkan saat memilih tingkat perlindungan korosi sementara kimia baja substrat yang mendasari, kekuatan, dan respons perlakuan panas tetap dapat dipilih sesuai dengan grade dasar yang diperlukan oleh pembeli.

1. Standar dan Penunjukan

• Standar umum yang menggabungkan penunjukan G dan label metrik yang setara:
• ASTM/ASME: ASTM A653 / A924 (lembaran yang dilapisi seng hot-dip dan galvalume)
• EN: EN 10346 (baja yang dilapisi seng hot-dip secara kontinu); massa pelapisan metrik ditunjukkan sebagai Z (misalnya, Z275)
• JIS dan standar regional lainnya menggunakan notasi massa pelapisan yang serupa
• GB (Cina): standar GB/T untuk baja galvanis
• Klasifikasi:
• G90/G60 adalah kelas pelapisan yang diterapkan pada baja karbon dan baja paduan rendah (bukan keluarga paduan terpisah).
• Baja dasar yang diterapkan G90/G60 dapat berupa baja karbon polos, baja kualitas komersial yang dilapisi dingin, baja struktural, atau substrat baja paduan rendah berkekuatan tinggi (HSLA), tergantung pada spesifikasi pembeli (misalnya, baja yang dilapisi dingin berkualitas komersial, struktural, atau grade struktural berkekuatan tinggi).

2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan

Tabel: elemen kimia dan bagaimana mereka berhubungan dengan produk G90/G60

Elemen	Relevansi tipikal untuk lembaran galvanis	Catatan untuk G90 vs G60
C (Karbon)	Mengontrol kekuatan, kemampuan pembentukan, dan kemampuan pengelasan substrat	C substrat ditentukan berdasarkan grade baja; kelas pelapisan tidak menetapkan C. C yang lebih rendah umum untuk kemampuan pembentukan.
Mn (Mangan)	Kontributor kekuatan dan kemampuan pengerasan pada substrat	Tingkat Mn dipilih berdasarkan grade substrat; kelas galvanisasi independen.
Si (Silikon)	Mempengaruhi reaksi seng-baja galvanisasi dan penampilan pelapisan	Penambahan Si kecil atau Si residu dapat mengubah daya rekat dan morfologi pelapisan; spesifikasi dapat membatasi rentang Si tertentu untuk mengontrol kualitas pelapisan.
P (Fosfor)	Mengontrol kekuatan dan kerapuhan dingin	Biasanya dibatasi pada substrat yang dibentuk dingin; kelas pelapisan tidak mengubah batas P.
S (Belerang)	Mempengaruhi kemampuan mesin dan pembentukan cacat	Dipertahankan rendah; mempengaruhi kebersihan pelapisan.
Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti, B	Elemen mikro paduan dalam grade HSLA atau yang lebih tinggi	Ini mempengaruhi kekuatan substrat dan mikrostruktur; dipilih secara independen dari kelas pelapisan. Beberapa elemen paduan dapat mempengaruhi kemampuan pengelasan dan reaksi galvanisasi secara lokal.
N (Nitrogen)	Dikendalikan dalam beberapa spesifikasi substrat	Manajemen nitrogen adalah kontrol substrat, bukan parameter pelapisan.

Karena G90 dan G60 menunjuk pada massa seng, strategi paduan untuk baja yang mendasari ditentukan oleh persyaratan struktural atau kemampuan pembentukan. Di mana pelapisan berat diperlukan (G90), kontrol kimia substrat juga dapat diperketat untuk memastikan kinerja pasca-pelapisan (misalnya, menghindari cacat pelapisan akibat kandungan Si).

3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas

• Mikrostruktur: Mikrostruktur intrinsik (ferrit-pearlit, martensit temper, bainit, atau ferrit halus dalam HSLA) ditentukan oleh kimia baja dan pemrosesan termal-mekanik substrat. Proses galvanisasi hot-dip itu sendiri menghasilkan lapisan intermetalurgi (fase Fe–Zn, sering kali lapisan zeta, delta, gamma, dan eta) antara lapisan luar seng dan substrat baja.
• Rute pemrosesan standar:
• Baja substrat yang dilapisi dingin, dinormalisasi, dan diasamkan biasanya mengembangkan mikrostruktur ferrit–pearlit atau ferrit yang sepenuhnya re-kristalisasi dalam grade komersial.
• Substrat HSLA atau yang lebih kuat dapat diproses secara termal-mekanik untuk memperhalus ukuran butir dan menghasilkan matriks ferrit–pearlit yang lebih kuat atau penguatan presipitat mikro paduan.
• Pengaruh galvanisasi pada perlakuan panas:
• Galvanisasi hot-dip adalah paparan termal terpisah (biasanya perendaman singkat dan pendinginan udara) dan tidak secara substansial mengubah sifat mekanik bulk untuk substrat yang umum digunakan dengan kekuatan rendah dan menengah. Namun, untuk grade yang dikuenching dan ditempa atau grade yang sangat kuat, paparan panas dapat sedikit mengubah temper atau stres residu—parameter proses dan pemilihan substrat harus diverifikasi untuk kinerja pasca-pelapisan.
• Operasi pasca-pelapisan (misalnya, pembengkokan) dapat merusak lapisan seng jika pelapisan tersebut rapuh dalam kondisi intermetalurgi tertentu; pilihan antara G90 dan G60 dapat mempengaruhi rekomendasi pembentukan dan keputusan pelunakan pasca-pelapisan.

4. Sifat Mekanik

Tabel: presentasi komparatif tipikal (catatan: sifat mekanik ditentukan oleh baja substrat, bukan pelapisan)

Sifat	G90	G60	Komentar
Kekuatan tarik	Sama dengan substrat	Sama dengan substrat	Ketebalan pelapisan seng memiliki efek yang dapat diabaikan pada kekuatan tarik bulk.
Kekuatan luluh	Sama dengan substrat	Sama dengan substrat	Dikendalikan oleh perlakuan panas dan kimia substrat.
Peregangan	Sama dengan substrat	Sama dengan substrat	Pelapisan dapat sedikit mempengaruhi ketangguhan permukaan selama pembentukan.
Kekerasan (permukaan)	Lapisan seng permukaan yang lebih keras/tebal	Permukaan seng yang lebih tipis	Kekerasan bulk tidak terpengaruh; pelapisan yang lebih tebal dapat mempengaruhi pengukuran kekerasan permukaan dan perilaku aus.

Penjelasan: Karena G90 dan G60 merujuk pada massa seng, keduanya tidak secara inheren meningkatkan kekuatan luluh atau tarik baja. Seng yang lebih tebal pada G90 dapat sedikit mempengaruhi retakan permukaan yang diinduksi oleh pembentukan dan ketahanan abrasi, tetapi sifat mekanik inti mencerminkan grade baja yang mendasari dan perlakuan panas yang diterapkan pada substrat tersebut.

5. Kemampuan Pengelasan

Kemampuan pengelasan terutama ditentukan oleh komposisi substrat, ekuivalen karbon, dan keberadaan pelapisan permukaan. Dua indeks empiris yang umum digunakan untuk kemampuan pengelasan disajikan untuk penggunaan interpretatif:

$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

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:
• Pelapisan seng (G60 atau G90) memperkenalkan pertimbangan tambahan: galvanisasi harus dihilangkan dari area sambungan atau disesuaikan untuk teknik pengelasan karena seng menguap selama pengelasan fusi, menghasilkan asap beracun, mempromosikan porositas, atau menyebabkan cacat pengelasan jika tidak dikelola dengan baik.
• Karbon substrat dan kontrol paduan mengendalikan kemampuan pengerasan dan kerentanan terhadap retakan hidrogen; rumus CE dan Pcm menunjukkan bahwa C, Mn, Cr, Mo, V, dan elemen paduan lainnya yang lebih tinggi meningkatkan kemampuan pengerasan dan risiko retakan dingin.
• Secara praktis: kemampuan pengelasan bagian G90 dan G60 serupa jika kimia substrat identik, tetapi pelapisan yang lebih berat (G90) memerlukan penghilangan pelapisan lokal yang lebih hati-hati, ekstraksi gas, dan kontrol asap untuk memastikan kualitas dan keamanan pengelasan.

6. Korosi dan Perlindungan Permukaan

• Metode perlindungan utama: baik G60 maupun G90 adalah pelapisan seng hot-dip galvanis; seng memberikan perlindungan pengorbanan (perlindungan katodik) pada tepi baja yang terpapar dan goresan.
• Perbandingan ketahanan korosi:
• G90, dengan massa seng nominal yang lebih tinggi, memberikan waktu-perforasi yang lebih lama dalam paparan atmosfer dibandingkan G60 di bawah kondisi lingkungan yang sama.
• Untuk sistem yang dicat, pelapisan seng yang lebih berat (G90) dapat memperpanjang umur primer/ cat atau digunakan di mana perlindungan penghalang dan pengorbanan keduanya diperlukan.
• Indeks metrik/lainnya:
• Untuk baja tahan karat, indeks ketahanan korosi seperti PREN akan relevan, misalnya: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ Ini tidak berlaku untuk G60/G90 karena mereka adalah baja karbon/paduan rendah yang dilapisi seng, bukan komposisi tahan karat.
• Catatan tentang lingkungan layanan: pemilihan antara G60 dan G90 harus didasarkan pada lingkungan yang diharapkan (pedesaan, perkotaan, industri, laut). Pelapisan yang lebih berat meningkatkan umur layanan di lingkungan yang agresif tetapi tidak menggantikan langkah-langkah kontrol korosi lainnya (desain untuk drainase, cat, sistem katodik).

7. Fabrikasi, Kemampuan Mesin, dan Kemampuan Pembentukan

• Pembentukan dan pembengkokan:
• Pelapisan seng yang lebih tebal (G90) dapat lebih rentan terhadap retakan atau pengelupasan selama operasi pembentukan yang parah, berpotensi mengekspos baja telanjang; alat yang tepat, jari-jari bengkok, dan pelumasan membantu mengurangi hal ini.
• G60 menawarkan konsistensi penyelesaian pasca-pembentukan yang lebih mudah untuk bengkokan yang ketat; G90 mungkin memerlukan perlakuan pasca atau pengecatan ulang pada garis bengkok.
• Pemotongan dan pengeboran:
• Pelapisan seng yang lebih tebal dapat terakumulasi pada alat pemotong lebih cepat dan mungkin memerlukan pemeliharaan alat yang lebih sering. Tepi yang dipotong dengan seng berat mungkin menunjukkan lebih banyak penumpukan seng.
• Kemampuan mesin:
• Pelapisan seng itu sendiri biasanya mengurangi pengikisan tetapi akan menguap selama pengelasan. Kemampuan mesin logam dasar tergantung pada paduan substrat.
• Penyelesaian:
• Pengecatan di atas permukaan galvanis biasanya memerlukan persiapan permukaan (passivasi/primer) untuk memastikan daya rekat; lapisan seng yang lebih tebal dapat mempengaruhi kilau cat dan karakteristik daya rekat awal.

8. Aplikasi Tipikal

Tabel: penggunaan tipikal berdasarkan kelas pelapisan

G90 – Penggunaan Tipikal	G60 – Penggunaan Tipikal
Fasad bangunan luar, komponen atap yang terpapar, pagar pengaman, furnitur jalan, rumah HVAC berumur panjang di mana ketahanan korosi yang diperpanjang diperlukan	Saluran dalam ruangan, anggota struktural dalam ruangan, panel dalam otomotif, komponen dalam peralatan di mana ketahanan korosi sedang sudah memadai
Struktur yang berdekatan dengan laut dengan pengecatan tambahan	Panel yang diproduksi massal yang sensitif terhadap biaya dengan kebutuhan korosi ringan
Bagian yang memerlukan interval pemeliharaan yang lebih lama (jembatan, tiang tanda)	Bagian yang kemungkinan akan dicat atau digunakan di lokasi terlindungi

Rasional pemilihan: pilih massa pelapisan berdasarkan umur yang diantisipasi, interval pemeliharaan, dan kelas paparan. Untuk paparan berat, G90 mengurangi pemeliharaan korosi; untuk layanan yang dicat atau terlindungi, G60 sering kali memberikan perlindungan yang dapat diterima dengan biaya lebih rendah.

9. Biaya dan Ketersediaan

• Biaya relatif: Produk G90 biasanya dihargai lebih tinggi daripada G60 karena konsumsi seng yang lebih besar dan waktu pemrosesan. Premium bervariasi dengan harga pasar seng dan efisiensi proses pelapisan.
• Ketersediaan:
• Baik G60 maupun G90 adalah penunjukan komersial umum dan tersedia luas dalam gulungan, lembaran, dan produk yang dibentuk dari pemasok baja utama.
• Ketersediaan berdasarkan kekuatan dan ketebalan substrat dapat bervariasi; menentukan baik grade substrat dan kelas pelapisan dalam dokumen pembelian membantu memastikan pemasok dapat memberikan penawaran dengan akurat (misalnya, “Dibentuk dingin, grade X, G90 hot-dip galvanis sesuai ASTM A653”).
• Logistik: waktu tunggu dapat dipengaruhi oleh pasokan kapasitas gulungan galvanis dan permintaan pasar; pelapisan yang lebih berat seperti G90 mungkin memiliki waktu tunggu yang sedikit lebih lama di fasilitas yang terbatas.

10. Ringkasan dan Rekomendasi

Tabel yang merangkum trade-off kunci

Atribut	G90	G60
Kemampuan pengelasan (praktis)	Tinggi (tetapi memerlukan lebih banyak penghilangan pelapisan pra-pengelasan/kontrol asap)	Tinggi (penghilangan pelapisan yang lebih sedikit diperlukan)
Kekuatan–Ketangguhan (dikuasai substrat)	Sama dengan substrat	Sama dengan substrat
Biaya	Lebih tinggi (lebih banyak seng)	Lebih rendah (lebih sedikit seng)

Kesimpulan dan rekomendasi: - Pilih G90 jika: - Bagian akan terpapar pada lingkungan agresif (pesisir, industri, paparan klorida) atau ketika umur bebas pemeliharaan yang lebih lama diperlukan. - Aplikasi memprioritaskan perlindungan korosi pengorbanan dan interval layanan yang diperpanjang di atas biaya material tambahan. - Pilih G60 jika: - Komponen akan digunakan dalam aplikasi terlindungi, dalam ruangan, atau dicat di mana perlindungan korosi sedang sudah memadai dan biaya atau kemampuan pembentukan menjadi prioritas. - Pembentukan hilir, pembengkokan ketat, atau pengelasan tanpa penghilangan pelapisan yang luas adalah batasan kritis dalam manufaktur.

Catatan akhir: Karena G90 dan G60 adalah kelas pelapisan, selalu tentukan baik grade baja substrat yang diperlukan (kimia, kekuatan, perlakuan panas) dan kelas pelapisan dalam dokumen pengadaan. Konfirmasi apakah massa pelapisan diinterpretasikan per sisi atau total area permukaan untuk standar yang dirujuk (notasi metrik ASTM vs. EN) untuk menghindari kesalahan pemesanan dan untuk menyelaraskan kinerja korosi yang diharapkan dengan umur desain pembeli.