HRB335 vs HRB400 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi

Pengenalan

HRB335 dan HRB400 adalah dua kelas batang penguat deformasi yang dilas panas yang banyak digunakan dan biasanya ditentukan dalam pekerjaan beton struktural dan banyak konteks fabrikasi. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur sering mempertimbangkan trade-off antara penguatan yang lebih murah dan lebih ulet versus bahan yang lebih kuat yang memungkinkan bagian yang lebih kecil atau bentangan yang lebih panjang. Konteks keputusan yang umum termasuk menyeimbangkan biaya terhadap berat struktural, memilih rebar untuk detail seismik di mana duktilitas sangat penting, dan memilih kelas yang kompatibel dengan proses pengelasan, pembengkokan, atau fabrikasi.

Perbedaan yang mendefinisikan antara kedua kelas ini adalah tingkat kekuatan luluhnya: HRB400 ditentukan pada kekuatan luluh nominal yang lebih tinggi dibandingkan HRB335. Karena kekuatan luluh sangat mempengaruhi ukuran bagian, detail penguatan, dan perilaku pembentukan/pengelasan, HRB335 dan HRB400 sering dibandingkan dalam diskusi desain dan pengadaan.

1. Standar dan Penunjukan

• GB/T 1499.2 (Cina): secara tegas mendefinisikan batang baja bergelombang yang dilas panas; HRB335 dan HRB400 adalah penunjukan Cina.
• ASTM A615 / ASTM A615M (Amerika Serikat): spesifikasi untuk batang baja karbon yang terdeformasi dan polos untuk penguatan beton (menggunakan nomor kelas dengan cara yang berbeda).
• EN 10080 / EN 1992 dan lampiran nasional (praktik Eropa): standar umum untuk penguatan; penunjukan Eropa menggunakan B500 atau nomor kelas serupa.
• JIS G3112 (Jepang): spesifikasi untuk batang baja terdeformasi untuk beton.
• Standar ISO dan deviasi nasional juga ada untuk toleransi batang dan pengujian.

Klasifikasi: Baik HRB335 maupun HRB400 adalah baja penguat karbon-mangan (C–Mn), terkadang diproduksi dengan tambahan mikroaloy (V, Nb, Ti) atau rute penggulungan yang terkontrol; mereka bukan baja tahan karat, alat, atau baja paduan tinggi. Mereka termasuk dalam keluarga baja struktural karbon ringan/menengah yang digunakan untuk penguatan daripada untuk aplikasi suhu tinggi atau keausan.

2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan

Elemen	HRB335 (praktik umum)	HRB400 (praktik umum)
C (karbon)	Dikendalikan sebagai pengaruh utama kekerasan/kekuatan; dijaga relatif rendah untuk duktilitas	Dikendalikan; mungkin sedikit lebih tinggi atau seimbang dengan metode paduan/pengerasan lainnya untuk mencapai kekuatan luluh yang lebih tinggi
Mn (mangan)	Elemen utama kekuatan dan deoksidasi; hadir pada tingkat yang terkontrol	Hadir pada tingkat yang terkontrol atau sedikit lebih tinggi untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan
Si (silikon)	Deoksidator minor; biasanya rendah	Deoksidator minor; mirip dengan HRB335
P (fosfor)	Impuritas terbatas; dijaga rendah untuk ketangguhan	Impuritas terbatas; dijaga rendah untuk ketangguhan
S (sulfur)	Impuritas terbatas; dijaga rendah untuk meningkatkan duktilitas dan kemampuan las	Impuritas terbatas; dijaga rendah
Cr, Ni, Mo	Biasanya tidak ditambahkan secara sengaja dalam jumlah signifikan untuk rebar standar	Biasanya tidak ditambahkan secara sengaja untuk rebar standar (mungkin muncul dalam jumlah jejak)
V, Nb, Ti	Mungkin hadir dalam rebar mikroaloy untuk pemurnian butir dan kekuatan	Lebih umum digunakan dalam HRB400 yang diperlakukan secara termo-mekanis atau mikroaloy untuk meningkatkan kekuatan tanpa banyak peningkatan karbon
B	Tidak umum digunakan dalam rebar	Tidak umum digunakan
N (nitrogen)	Dikendalikan sebagai impuritas/interstitial	Dikendalikan sebagai impuritas/interstitial

Catatan: - Pabrik rebar mencapai kekuatan luluh nominal yang lebih tinggi di HRB400 baik dengan peningkatan moderat dalam paduan/kekerasan atau, lebih umum, dengan penggulungan yang terkontrol secara termo-mekanis dan pendinginan yang dipercepat ditambah mikroaloy (Nb, V, Ti) untuk memperhalus ukuran butir dan meningkatkan kekuatan sambil menjaga karbon rendah untuk mempertahankan kemampuan las. - Batas kimia yang tepat ditentukan dalam standar yang relevan dan oleh produsen; komposisi bervariasi berdasarkan praktik pabrik dan apakah produk tersebut adalah HRB "biasa" atau diproses mikroaloy/termo-mekanis.

Bagaimana strategi paduan mempengaruhi perilaku: - Karbon dan mangan terutama mengontrol kekuatan dasar dan kekerasan. - Mikroaloy dengan Nb, V, Ti mendorong penguatan presipitasi dan pemurnian butir, memungkinkan kekuatan yang lebih tinggi tanpa secara signifikan meningkatkan karbon. - Tingkat paduan yang rendah sengaja dipertahankan untuk menjaga duktilitas dan kemampuan las yang khas untuk baja penguat.

3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas

Mikrostruktur yang umum untuk rebar yang dilas panas adalah ferit ditambah perlit (ferit–perlit). Perbedaan muncul dari pemrosesan:

• HRB335 (penggulungan panas konvensional): umumnya menunjukkan mikrostruktur ferit–perlit yang relatif kasar dengan duktilitas yang baik. Jika diproduksi dengan penggulungan panas dasar dengan pendinginan udara, mikrostruktur tetap sebagian besar feritik dengan pulau-pulau perlit.
• HRB400 (kekuatan lebih tinggi): sering diproduksi dengan penggulungan terkontrol dan pendinginan terkontrol (pemrosesan termo-mekanis). Ini menghasilkan ukuran butir ferit yang lebih halus, perlit yang lebih terdispersi secara seragam, dan dalam beberapa proses mikrostruktur bainitik sebagian di mana pendinginan yang dipercepat digunakan. Presipitat mikroaloy (NbC, V(C,N), TiC) lebih lanjut memperhalus butir dan meningkatkan kekuatan.

Respons perlakuan panas: - Normalisasi atau pendinginan & tempering tidak umum untuk rebar kelas standar karena biaya dan ketidakpraktisan untuk bagian panjang; namun, panas lokal (pengelasan) dapat mempengaruhi mikrostruktur di zona yang terpengaruh panas (HAZ). - Pemrosesan yang terkontrol secara termo-mekanis (TMCP) dapat menghasilkan sifat setara HRB400 tanpa perlakuan panas pasca-penggulungan dengan memanipulasi suhu penggulungan dan laju pendinginan. - Pendinginan & tempering adalah jalur menuju kelas kekuatan yang lebih tinggi tetapi lebih umum untuk baja batang yang digunakan dalam komponen teknik daripada penguatan standar.

4. Sifat Mekanik

Sifat	HRB335	HRB400
Kekuatan Luluh (nominal)	335 MPa (dasar penunjukan)	400 MPa (dasar penunjukan)
Kekuatan Tarik	Kekuatan tarik sedang yang cocok untuk penguatan beton	Kekuatan tarik lebih tinggi dibandingkan HRB335; cocok untuk desain bagian yang lebih kecil
Peregangan (duktilitas)	Umumnya peregangan lebih tinggi / duktilitas lebih besar	Umumnya peregangan lebih rendah dibandingkan HRB335 tetapi masih diperlukan untuk memenuhi batas duktilitas dalam kode
Ketangguhan Impak	Ketangguhan yang baik pada suhu ambien saat diproduksi sesuai praktik standar	Dapat menyamai ketangguhan jika diproduksi dengan penggulungan terkontrol; mungkin lebih sensitif terhadap pemrosesan
Kekerasan	Lebih rendah dari HRB400 dalam praktik pabrik yang sebanding	Kekerasan lebih tinggi yang sesuai dengan kekuatan luluh yang lebih tinggi; mungkin lebih rentan terhadap patah rapuh jika tidak diproses dengan benar

Penjelasan: - Tingkat luluh adalah parameter mekanis pembeda utama. HRB400 memberikan plateau luluh yang lebih tinggi memungkinkan area penguatan yang lebih kecil untuk kekuatan desain yang sama. - Persyaratan duktilitas dan peregangan ditentukan dalam standar; melebihi duktilitas minimum sangat penting untuk detail seismik. Karena HRB335 biasanya mencapai duktilitas yang diperlukan lebih mudah, itu dapat lebih disukai di mana kapasitas untuk deformasi plastik diprioritaskan. - Ketangguhan impak lebih bergantung pada rute produksi daripada nama kelas; HRB400 modern yang diproduksi oleh TMCP dengan mikroaloy dapat mencapai ketangguhan yang dapat diterima.

5. Kemampuan Las

Kemampuan las penguatan diatur oleh ekuivalen karbon dan kekerasan; karbon yang lebih rendah dan kekerasan yang lebih rendah meningkatkan kemampuan las.

Contoh indeks yang berguna: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretasi: - HRB335, dengan kekerasan yang umumnya lebih rendah dan ekuivalen karbon yang lebih rendah atau sebanding, biasanya lebih mudah dilas menggunakan prosedur SMAW, GMAW, atau FCAW konvensional dengan pemanasan awal standar dan praktik hidrogen rendah. - HRB400, terutama jika mikroaloy atau diproses secara termal, dapat memiliki kekerasan yang lebih tinggi; perhatian dengan pemanasan awal, suhu antar proses, dan perlakuan panas pasca-las (jika diperlukan oleh desain) mungkin diperlukan untuk menghindari retak HAZ. Namun, banyak produk HRB400 dirumuskan agar mudah dilas untuk penyambungan dan fabrikasi di lapangan. - Untuk sambungan las yang kritis, lakukan kualifikasi sambungan dan prosedur pra/pasca-las sesuai dengan kode pengelasan; gunakan perhitungan CE atau Pcm untuk memperkirakan kerentanan terhadap retak dingin.

6. Korosi dan Perlindungan Permukaan

• HRB335 dan HRB400 adalah baja karbon non-tahan karat; mereka bergantung pada penutup beton untuk perlindungan korosi dalam beton bertulang dan pada pelapis saat terpapar.
• Perlindungan umum: galvanisasi celup panas (pelapisan seng), pelapis epoksi, perlakuan permukaan mekanis, dan desain penutup beton yang memadai dikombinasikan dengan inhibitor korosi.
• PREN (Angka Ekuivalen Ketahanan Pitting) berlaku untuk paduan tahan karat untuk membandingkan ketahanan korosi lokal: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Indeks ini tidak berlaku untuk rebar karbon polos seperti HRB335/HRB400.
• Panduan pemilihan: untuk lingkungan agresif (paparan klorida, laut), tentukan rebar yang dilapisi epoksi atau galvanis, atau pertimbangkan kelas tahan karat ketika umur panjang lebih penting daripada biaya material.

7. Fabrikasi, Kemudahan Pemesinan, dan Kemudahan Pembentukan

• Pemotongan: Kedua kelas biasanya dipotong dengan gergaji abrasif, pemotongan api, atau pemotongan mekanis. Kekuatan lebih tinggi HRB400 mungkin sedikit meningkatkan gaya pemotongan dan keausan alat.
• Pembentukan dan pembengkokan: Kekuatan luluh yang lebih tinggi memerlukan gaya pembengkokan yang lebih besar. Jari-jari pembengkokan dan prosedur pembengkokan dingin ditentukan dalam kode; HRB400 umumnya akan membutuhkan peralatan pembengkokan yang lebih besar dan mungkin memiliki batasan yang lebih ketat pada pembengkokan ulang dibandingkan HRB335.
• Kemudahan pemesinan: Batang penguat tidak dioptimalkan untuk pemesinan; kedua kelas memiliki kemudahan pemesinan yang buruk relatif terhadap baja pemotongan bebas karbon rendah. Gunakan alat dan kecepatan yang sesuai.
• Penyelesaian: Pemasangan ulir atau penghubung mekanis banyak digunakan. HRB400 dapat digunakan dengan penghubung yang dirancang untuk tingkat beban yang lebih tinggi; pastikan kompatibilitas dengan perlakuan panas penghubung dan material batang.

8. Aplikasi Umum

HRB335 (Penggunaan Umum)	HRB400 (Penggunaan Umum)
Beton bertulang umum di bangunan dan infrastruktur di mana duktilitas dan ekonomi adalah prioritas	Struktur yang memerlukan kapasitas beban yang lebih tinggi per batang, bentangan yang lebih panjang, atau area penguatan yang lebih kecil
Detail seismik di mana duktilitas tinggi dan kapasitas rotasi plastik yang lebih besar sangat penting (tergantung pada batas kode)	Jembatan, fondasi berat, dan elemen di mana kekuatan yang lebih tinggi memungkinkan bagian yang lebih tipis atau lebih sedikit batang
Fabrikasi non-kritis dan beton massal di mana sensitivitas biaya adalah prioritas	Zona jangkar prategang, anggota yang sangat terbebani, dan retrofit di mana peningkatan kekuatan tanpa memperbesar penampang diinginkan
Pekerjaan perbaikan menggunakan ukuran batang standar dan penghubung konvensional	Situasi yang memungkinkan kontrol kualitas yang lebih tepat dan di mana rebar kekuatan lebih tinggi ditentukan

Rasional pemilihan: - Pilih HRB335 ketika duktilitas, kemudahan penanganan, dan biaya diprioritaskan—terutama di daerah seismik di mana kapasitas deformasi plastik penting. - Pilih HRB400 ketika desain memerlukan kekuatan luluh yang lebih tinggi untuk mengurangi jumlah penguatan, mencapai profil yang lebih ramping, atau memenuhi permintaan beban struktural tertentu.

9. Biaya dan Ketersediaan

• Biaya relatif: HRB335 umumnya lebih murah per ton dibandingkan HRB400 karena persyaratan pemrosesan yang lebih rendah dan intensitas paduan/pemrosesan yang lebih rendah. HRB400 mungkin memerlukan premium tergantung pada rute produksi (TMCP, mikroaloy) dan pasokan pasar.
• Ketersediaan: Kedua kelas diproduksi secara luas dan tersedia dalam bentuk produk standar (digulung, panjang lurus, dipotong sesuai panjang) dari pabrik besar. Ketersediaan berdasarkan diameter dan bentuk dapat bervariasi menurut wilayah; pengadaan harus mengonfirmasi laporan uji pabrik dan waktu pengiriman.
• Bentuk produk: batang polos, batang terdeformasi, mat las, gulungan—tentukan kelas dan rute produksi dalam dokumen pembelian untuk menghindari salah tafsir.

10. Ringkasan dan Rekomendasi

Kriteria	HRB335	HRB400
Kemampuan Las	Sangat baik (CE lebih rendah)	Baik hingga sedang; mungkin memerlukan kontrol tergantung pada pemrosesan
Keseimbangan Kekuatan–Ketangguhan	Duktilitas yang baik; kekuatan luluh lebih rendah	Kekuatan luluh lebih tinggi; dapat memiliki duktilitas lebih rendah kecuali TMCP/mikroaloy dilakukan dengan hati-hati
Biaya	Lebih rendah	Lebih tinggi (premium untuk kekuatan luluh/proses yang lebih tinggi)

Pilih HRB335 jika: - Anda memerlukan duktilitas yang lebih tinggi dan kapasitas deformasi plastik untuk detail seismik atau elemen yang menyerap energi. - Sensitivitas biaya proyek dan kemudahan fabrikasi/pengelasan diprioritaskan. - Tata letak penguatan standar dan area batang yang lebih besar dapat diterima untuk memenuhi kapasitas.

Pilih HRB400 jika: - Anda memerlukan kekuatan luluh yang lebih tinggi untuk mengurangi area penguatan, memperkecil bagian, atau memenuhi permintaan beban yang meningkat tanpa mengubah geometri anggota. - Rute produksi (TMCP atau mikroaloy) memastikan ketangguhan dan kemampuan las yang memadai untuk aplikasi yang dimaksudkan. - Kendala proyek mendukung penggantian material untuk menghemat ruang, berat, atau untuk memenuhi target kinerja struktural tertentu.

Catatan akhir: Penunjukan numerik (335 dan 400) menunjukkan tingkat kekuatan luluh nominal, tetapi kinerja dalam layanan tergantung pada praktik pabrik, riwayat pemrosesan, dan kontrol kualitas. Selalu tentukan standar material, sifat mekanis yang diperlukan, kondisi pengiriman, dan pengujian/jejak saat mengadakan rebar; minta sertifikat uji pabrik dan, untuk aplikasi kritis, kualifikasi sambungan untuk pengelasan dan pembengkokan.