NM450 vs JFE-EH450 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi

Pengenalan

NM450 dan JFE-EH450 adalah baja tahan aus (AR) yang tersedia secara komersial yang ditentukan untuk lingkungan dengan keausan berat di mana kekerasan yang tinggi dan ketangguhan yang baik diperlukan. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur biasanya memutuskan antara keduanya saat menyeimbangkan umur pakai, kemampuan pengelasan, biaya fabrikasi, dan pertimbangan rantai pasokan. Konteks keputusan yang umum termasuk memilih pelat untuk bodi dan liner truk sampah (keausan vs. berat), memilih material untuk ember penggalian (ketangguhan dan ketahanan benturan vs. kekerasan), atau menentukan lembaran untuk corong dan hopper (biaya dan ketersediaan vs. umur layanan).

Perbedaan utama antara kedua grade ini terletak pada strategi paduan dan perlakuan panas desain pabrik: satu sering diproduksi untuk memenuhi spesifikasi baja AR domestik dengan fleksibilitas untuk penyesuaian pabrik, sementara yang lainnya adalah grade proprietary dari produsen dengan batasan komposisi yang ditentukan dan pengolahan yang terkontrol untuk mencapai karakteristik mekanis dan mikrostruktur yang ditargetkan. Perbedaan komposisi dan pengolahan tersebut mempengaruhi variasi halus dalam kemampuan pengerasan, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan yang penting dalam desain dan fabrikasi.

1. Standar dan Penunjukan

• NM450
• Umumnya dirujuk dalam lini produk baja AR proprietary atau nasional (sering diproduksi untuk memenuhi persyaratan kekerasan dan ketangguhan pelanggan daripada satu standar internasional tunggal). Ini diklasifikasikan sebagai baja tahan aus dengan paduan rendah/kekerasan tinggi yang dikuatkan dan ditempa.
• JFE-EH450
• Seri EH JFE (misalnya, EH400, EH450) adalah baja tahan aus proprietary yang diproduksi oleh JFE Steel Corporation. EH450 adalah baja tahan aus dengan kekerasan tinggi yang dikuatkan dan ditempa dengan paduan dan perlakuan panas yang terkontrol.
• Standar dan keluarga yang relevan di mana grade yang sebanding muncul:
• ASTM/ASME: AR400/AR450 sering dirujuk tetapi merupakan penunjukan jenis produk daripada standar kimia yang ketat.
• JIS: Standar Industri Jepang merujuk pada baja tahan aus dan grade proprietary dari pabrik Jepang.
• EN: EN 10163 / EN 10029 / EN 10051 membahas baja struktural atau tahan aus dalam istilah yang lebih luas.
• GB: Standar nasional Tiongkok dan spesifikasi produsen dapat mencantumkan grade seri NM.
• Klasifikasi: Keduanya adalah baja paduan rendah, dikuatkan dan ditempa dengan kekerasan tinggi (bukan stainless, bukan baja alat, bukan HSLA konvensional dalam arti struktural — mereka adalah baja AR yang dirancang untuk ketahanan aus dan ketangguhan yang dapat diterima).

2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan

Tabel: keberadaan/peran tipikal elemen paduan (kualitatif; konsultasikan sertifikat pabrik untuk nilai yang tepat)

Penjelasan - Kedua grade dirancang untuk mencapai kekerasan target (~450 HB) melalui kombinasi karbon, mangan, dan elemen paduan kecil (Cr, Mo, Ni) ditambah pemrosesan termal. Pendekatan spesifik produsen (batas proprietary dan penambahan mikro-paduan) mempengaruhi kemampuan pengerasan (kemampuan untuk membentuk martensit/bainit melalui ketebalan bagian), ketahanan tempering (retensi kekerasan setelah temper), dan ketangguhan pada suhu rendah. - Elemen kotoran (P, S) diminimalkan karena mereka mempromosikan kerapuhan dan mengurangi ketangguhan benturan pada baja dengan kekerasan tinggi. Elemen mikro-paduan (V, Nb, Ti) digunakan terutama untuk pengendalian ukuran butir dan penguatan presipitasi, membantu ketangguhan tanpa karbon yang berlebihan.

3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas

• Mikrostruktur tipikal: Baik NM450 maupun JFE-EH450 mencapai ketahanan aus terutama melalui mikrostruktur martensitik yang ditempa dan/atau bainit yang lebih rendah yang dihasilkan oleh siklus quench dan temper yang terkontrol. Keseimbangan fase yang tepat (martensit yang ditempa vs. bainit) tergantung pada komposisi, ketebalan bagian, dan laju pendinginan.
• Respons terhadap pemrosesan:
• Normalisasi: Memperhalus ukuran butir dan menghomogenkan mikrostruktur tetapi tidak akan menghasilkan kekerasan target; digunakan sebagai langkah persiapan.
• Quenching & tempering: Rute utama untuk menghasilkan ~450 HB. Quench menciptakan struktur martensitik/bainit yang keras; tempering menyesuaikan ketangguhan dan mengurangi stres. Suhu dan waktu tempering secara signifikan mempengaruhi ketangguhan benturan akhir dan tradeoff kekerasan.
• Pemrosesan termo-mekanis: Penggulungan terkontrol diikuti oleh pendinginan yang dipercepat dapat menghasilkan bainit halus atau martensit yang ditempa dengan ketangguhan yang ditingkatkan — strategi yang kadang-kadang digunakan dalam produk proprietary untuk mendapatkan ketangguhan yang lebih tinggi pada kekerasan tertentu.
• Perbedaan produsen: Seri EH JFE biasanya menggunakan siklus perlakuan panas dan paduan yang dikendalikan dengan ketat untuk memastikan sifat yang konsisten melalui ketebalan; variasi dari vendor ke vendor dalam pasokan NM450 dapat menghasilkan mikrostruktur yang sedikit berbeda untuk kekerasan nominal yang sama.

4. Sifat Mekanis

Tabel: perbandingan kualitatif dan kekerasan target tipikal

Catatan - Angka mekanis absolut bervariasi dengan pemasok, ketebalan pelat, dan perlakuan panas spesifik. Kekerasan adalah metrik yang menentukan (kelas 450 HB). Sifat tarik dan benturan harus diverifikasi pada laporan uji pabrik yang bersertifikat (MTR). - Secara umum, produsen dengan kontrol proprietary (JFE) bertujuan untuk keseimbangan kekuatan–ketangguhan yang lebih konsisten melalui komposisi dan pengolahan.

5. Kemampuan Pengelasan

• Pertimbangan: Setara karbon dan kemampuan pengerasan menentukan pemanasan awal, suhu antar-lapis, dan risiko retak dingin. Elemen mikro-paduan dan stres sisa juga mempengaruhi perilaku pengelasan.
• Rumus penilaian umum (interpretasikan secara kualitatif; jangan hitung tanpa komposisi yang tepat):
• Setara karbon (bentuk IIW):
  $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$
• Pcm untuk kemampuan pengelasan:
  $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$
• Interpretasi:
• Kedua grade akan memiliki setara karbon sedang hingga tinggi dibandingkan dengan baja lunak; oleh karena itu pemanasan awal dan suhu antar-lapis yang terkontrol biasanya diperlukan untuk pengelasan penetrasi penuh dan untuk mengurangi risiko retak dingin.
• JFE-EH450, yang diproduksi dengan kontrol kimia yang lebih ketat, mungkin menawarkan parameter pengelasan yang lebih dapat diprediksi dan kinerja HAZ yang konsisten. Kemampuan pengelasan NM450 tergantung pada kimia pemasok spesifik dan ketebalan bagian.
• Gunakan logam pengisi dan prosedur pengelasan yang sesuai yang dirancang untuk baja AR dengan kekerasan tinggi; pertimbangkan pemanasan awal, proses hidrogen rendah, dan tempering pasca pengelasan jika diperlukan.

6. Korosi dan Perlindungan Permukaan

• Baik NM450 maupun JFE-EH450 adalah baja paduan rendah non-stainless yang terutama dipilih untuk ketahanan aus, bukan ketahanan korosi.
• Metode perlindungan yang umum: pengecatan, peledakan tembakan ditambah primer, pelapisan semprot termal, dan galvanisasi untuk lingkungan ringan (catatan: galvanisasi dapat menjadi masalah dengan baja kekerasan tinggi karena efek termal dan kemungkinan kerapuhan—konsultasikan pemasok).
• Rumus PREN tidak berlaku untuk baja non-stainless ini; sebagai referensi, kinerja stainless sering dinilai dengan:
  $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Panduan pemilihan: Untuk lingkungan yang menggabungkan keausan dan korosi, pertimbangkan overlay (hardfacing), liner pengorbanan, atau menentukan paduan tahan aus stainless jika korosi adalah pendorong utama.

7. Fabrikasi, Kemudahan Pemesinan, dan Kemudahan Pembentukan

• Pemotongan: Pemotongan plasma atau laser adalah hal yang umum. Kekerasan tinggi memerlukan bahan habis pakai yang sesuai dan laju umpan yang lebih lambat; kualitas tepi dan zona yang terpengaruh panas harus dikendalikan.
• Pembengkokan/pembentukan: Kemudahan pembentukan terbatas karena kekerasan tinggi; pembentukan sebelum perlakuan panas akhir atau menggunakan teknik pemanasan lokal mungkin diperlukan. Jari-jari pembengkokan yang tajam meningkatkan risiko patah.
• Kemudahan pemesinan: Sulit dibandingkan dengan baja lunak; keausan alat lebih tinggi. Gunakan alat karbida, kecepatan pemotongan yang dikurangi, dan pengaturan yang kaku.
• Penyelesaian: Penggilingan dan pemolesan untuk menghilangkan burr dan meningkatkan permukaan yang cocok adalah hal yang umum; pengelasan hardfacing dapat diterapkan untuk perlindungan aus lokal.

8. Aplikasi Tipikal

Rasional pemilihan: Pilih berdasarkan jenis beban (gesekan vs. benturan), kebutuhan akan sifat yang dapat diprediksi melalui ketebalan, batasan biaya, dan dukungan pemasok untuk pengelasan/fabrikasi.

9. Biaya dan Ketersediaan

• NM450: Sering tersedia dari beberapa pabrik domestik; biasanya biaya lebih rendah dan lebih fleksibel dalam waktu pengiriman untuk sumber lokal. Kualitas dan konsistensi pemrosesan dapat bervariasi menurut pemasok.
• JFE-EH450: Umumnya diposisikan sebagai produk premium, proprietary dengan data material yang konsisten dan kontrol proses yang lebih ketat. Mungkin lebih mahal per ton tetapi menawarkan pengiriman dan dokumentasi yang dapat diprediksi. Ketersediaan tergantung pada distribusi regional dan pertimbangan impor.
• Bentuk produk: Pelat, panel potong-panjang, dan liner yang difabrikasi adalah hal yang umum. Waktu pengiriman dan jumlah pesanan minimum bervariasi menurut pemasok.

10. Ringkasan dan Rekomendasi

Tabel: snapshot perbandingan (kualitatif)

Rekomendasi - Pilih NM450 jika Anda memerlukan pelat tahan aus yang hemat biaya dan dapat menerima variasi pemasok, atau jika rantai pasokan lokal dan biaya unit yang lebih rendah adalah pendorong utama. Ini cocok untuk aplikasi di mana penggantian yang sering dapat diterima dan di mana prosedur pengelasan/fabrikasi dapat dikualifikasi secara lokal. - Pilih JFE-EH450 jika Anda memerlukan kepercayaan yang lebih tinggi dalam ketangguhan melalui ketebalan, kimia yang dikendalikan pabrik yang konsisten, prosedur pengelasan yang terdokumentasi, dan kualitas yang dapat dilacak untuk aplikasi kritis atau ekspor. Utamakan EH450 ketika kinerja yang dapat diprediksi, pengurangan usaha kualifikasi, dan dukungan pemasok membenarkan biaya material yang lebih tinggi.

Catatan akhir: Untuk aplikasi kritis apa pun, dapatkan laporan uji pabrik, tinjau komposisi kimia yang tepat dan catatan perlakuan panas, dan lakukan pengelasan kualifikasi dan uji ketangguhan yang spesifik untuk aplikasi. Nama material (NM450, EH450) adalah penunjukan jenis produk; spesifikasi yang tepat harus merujuk pada lembar data teknis pemasok dan kriteria penerimaan untuk kekerasan, energi benturan, dan kualifikasi prosedur pengelasan.