Q235B vs Q235C – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Pengenalan
Q235 adalah keluarga baja karbon struktural Cina yang banyak digunakan. Akhiran B dan C menunjukkan varian dari kelas dasar yang sama yang biasanya dibandingkan ketika insinyur dan spesialis pengadaan memilih material untuk pelat, batang, dan bagian struktural. Konteks keputusan yang khas termasuk menyeimbangkan biaya versus ketangguhan pada suhu rendah, memprioritaskan kemampuan las dan kemudahan fabrikasi versus kebutuhan untuk kinerja dampak yang terverifikasi pada suhu yang lebih rendah.
Perbedaan utama antara Q235B dan Q235C adalah ketangguhan dampak yang terverifikasi pada suhu uji yang lebih rendah untuk Q235C. Kedua kelas memiliki spesifikasi kimia dan perilaku mekanis umum yang pada dasarnya sama, tetapi kriteria penerimaan untuk pengujian dampak berbeda — yang mempengaruhi pilihan aplikasi di lingkungan yang lebih dingin atau di mana kontrol ketangguhan patah sangat penting.
1. Standar dan Penunjukan
- GB/T 700 — standar nasional Cina untuk baja struktural karbon (keluarga Q235).
- Penunjukan internasional yang sebanding (untuk referensi umum):
- EN: seri S235 (kira-kira sebanding dalam penggunaan, tidak identik dalam kimia atau pengujian).
- ASTM/ASME: A36 (melayani fungsi struktural yang serupa; bukan satu banding satu langsung).
- JIS: Penunjukan yang setara bervariasi (tidak ada kecocokan yang tepat tunggal).
Klasifikasi: - Q235B dan Q235C adalah baja struktural karbon rendah biasa (baja karbon), bukan paduan, alat, stainless, atau kelas HSLA. Mereka dimaksudkan untuk penggunaan struktural umum dengan jalur produksi yang sederhana dan kemampuan bentuk yang tinggi.
2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan
Kedua Q235B dan Q235C memiliki spesifikasi kimia nominal yang sama di bawah GB/T 700; perbedaan antara akhiran terletak pada suhu uji dampak dan penerimaan, bukan kimia. Perbedaan kecil antara pabrik dapat ada, tetapi tambahan paduan yang disengaja minimal — kelas ini dirancang sebagai baja struktural karbon rendah, paduan rendah.
Tabel: Batas komposisi tipikal (wt%) per GB/T 700 untuk Q235 (B/C)
| Elemen | Batas atau rentang tipikal (wt%) |
|---|---|
| C (Karbon) | ≤ 0.22 |
| Mn (Mangan) | ≤ 1.40 |
| Si (Silikon) | ≤ 0.35 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Belerang) | ≤ 0.045 |
| Cr (Krom) | Tidak ditambahkan secara sengaja; biasanya ≤ 0.30 (kotoran) |
| Ni (Nikel) | Tidak ditambahkan secara sengaja; biasanya ≤ 0.30 (kotoran) |
| Mo (Molybdenum) | Tidak ditambahkan secara sengaja; biasanya ≤ 0.10–0.30 jejak |
| V, Nb, Ti, B | Tidak ditambahkan secara sengaja (mikropaduan bukan fitur yang menentukan) |
| N (Nitrogen) | Dikendalikan sebagai bagian dari pembuatan baja; bukan tambahan paduan yang ditentukan |
Bagaimana strategi paduan mempengaruhi sifat: - Karbon rendah (≤0.22%) menjaga baja tetap mudah dilas dan ulet. - Mangan memberikan deoksidasi dan efek penguatan yang moderat, juga sedikit meningkatkan kemampuan pengerasan. - Silikon adalah deoksidator dan berkontribusi pada kekuatan ketika hadir pada tingkat moderat. - Fosfor dan belerang dikendalikan rendah karena mereka membuat batas butir menjadi rapuh dan mengurangi ketangguhan. - Tidak adanya mikropaduan yang disengaja (V, Nb, Ti) berarti penguatan terbatas melalui presipitasi dan kemampuan pengerasan yang moderat; Q235 berperilaku seperti baja struktural ringan klasik.
3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas
Mikrostruktur di bawah pemrosesan tipikal: - Q235 yang digulung atau digulung panas (baik B maupun C) terutama terdiri dari ferit dengan ferit poligonal dan beberapa pulau pearlit. Ukuran butir dan pita tergantung pada jadwal penggulungan dan laju pendinginan. - Tidak ada fraksi volume signifikan dari bainit atau martensit yang dimaksudkan di bawah pemrosesan standar.
Respons perlakuan panas: - Q235 bukan kelas yang dapat diperlakukan panas dalam arti mencapai kekuatan tinggi melalui pendinginan dan temper karena karbon rendah dan kurangnya paduan membatasi kemampuan pengerasan. Normalisasi dapat memperhalus ukuran butir dan sedikit meningkatkan kekuatan dan ketangguhan. - Jalur produksi tipikal: - Digulung panas + pendinginan terkontrol → mikrostruktur tipikal dengan ketangguhan yang baik. - Normalisasi (jika diterapkan) → ferit–pearlite yang sedikit lebih halus, peningkatan ketangguhan yang moderat. - Pendinginan dan tempering umumnya tidak digunakan karena pengerasan yang dalam memerlukan kandungan karbon dan paduan yang lebih tinggi; upaya hanya menghasilkan manfaat yang moderat dan berisiko distorsi. - Pemrosesan terkontrol termo-mekanis (TMCP) yang digunakan oleh pabrik modern dapat meningkatkan keseimbangan kekuatan–ketangguhan melalui pemurnian butir dan transformasi terkontrol, tetapi kelas ini tetap merupakan baja struktural karbon rendah.
4. Sifat Mekanis
Tabel: Sifat mekanis tipikal (rentang representatif)
| Sifat | Q235B (tipikal) | Q235C (tipikal) |
|---|---|---|
| Kekuatan luluh (Rp0.2) | ≈ 235 MPa (nilai desain nominal) | ≈ 235 MPa (nilai desain nominal) |
| Kekuatan tarik (Rm) | ≈ 370–500 MPa (tergantung pada ketebalan/pemrosesan) | ≈ 370–500 MPa (serupa) |
| Peregangan (A) | ≥ 20–26% (tergantung pada ketebalan) | ≥ 20–26% (serupa) |
| Ketangguhan dampak (Charpy V-notch) | ≥ 27 J pada +20°C (penerimaan tipikal untuk "B") | ≥ 27 J pada 0°C (penerimaan tipikal untuk "C") |
| Kekerasan (HB) | ~120–170 HB (tergantung pada pemrosesan) | ~120–170 HB (serupa) |
Interpretasi: - Kekuatan: Kedua kelas ditentukan memiliki perilaku luluh nominal yang sama (penunjuk “235”). Nilai tarik dan luluh aktual bervariasi dengan ukuran bagian dan proses pabrik, tetapi tidak ada keuntungan kekuatan intrinsik antara B dan C. - Ketangguhan: Perbedaan yang menentukan adalah kinerja dampak yang terverifikasi pada suhu yang lebih rendah untuk Q235C. Itu berarti Q235C harus menunjukkan penyerapan energi yang dapat diterima pada suhu yang lebih rendah, mengurangi risiko patah rapuh dalam layanan yang lebih dingin. - Duktibilitas: Kedua kelas mempertahankan duktibilitas tinggi yang konsisten dengan baja karbon rendah.
5. Kemampuan Las
Kemampuan las Q235B dan Q235C umumnya baik karena kandungan karbon yang rendah dan kurangnya elemen paduan pengerasan yang kuat. Beberapa langkah dan rumus membantu insinyur menilai kemampuan las secara kualitatif.
Indeks setara karbon umum: - Setara karbon IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (IIW yang lebih konservatif): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$
Interpretasi kualitatif: - Kedua kelas biasanya memiliki nilai $CE_{IIW}$ dan $P_{cm}$ yang rendah dibandingkan dengan baja paduan yang lebih tinggi dan lebih kuat, yang menyiratkan praktik pengelasan yang sederhana dengan sedikit pemanasan awal untuk ketebalan umum. - Pertimbangan pengelasan praktis utama adalah bahwa Q235C memiliki ketangguhan yang terverifikasi pada suhu yang lebih rendah; pengelas dan insinyur harus memastikan bahwa zona las dan zona yang terpengaruh panas memenuhi persyaratan pengujian dampak untuk komponen secara keseluruhan, terutama di iklim dingin. - Untuk bagian yang lebih tebal atau perakitan las yang kompleks, terapkan kontrol standar: pemanasan awal, suhu antar proses, perlakuan panas pasca-las (jika diperlukan untuk geometri), dan prosedur pengelasan yang memenuhi syarat.
6. Korosi dan Perlindungan Permukaan
- Q235B dan Q235C adalah baja karbon biasa yang tidak stainless; ketahanan korosi terbatas pada yang melekat pada baja ringan.
- Strategi perlindungan tipikal:
- Galvanisasi celup panas untuk perlindungan korosi atmosfer.
- Primer kaya seng, pengecatan, pelapisan bubuk untuk lapisan estetika dan pelindung.
- Cadangan korosi dalam desain atau penggunaan pelapis pengorbanan.
- PREN (angka setara ketahanan pitting) tidak berlaku untuk baja non-stainless ini: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
- Penggunaan PREN hanya relevan untuk baja stainless; untuk varian Q235, pemilihan sistem dan pelapis pelindung adalah pendekatan yang benar untuk kontrol korosi.
7. Fabrikasi, Kemampuan Mesin, dan Kemampuan Bentuk
- Kemampuan bentuk: Kemampuan bentuk yang sangat baik untuk kedua kelas karena kandungan karbon rendah dan mikrostruktur feritik yang ulet. Cocok untuk pembengkokan, penempaan, dan pembentukan dingin yang moderat. Ketangguhan Q235C yang terverifikasi pada suhu yang lebih rendah tidak secara material mengubah perilaku pembentukan pada suhu lingkungan.
- Kemampuan mesin: Tipikal untuk baja karbon ringan. Kemampuan mesin dapat lebih dioptimalkan dengan alat, umpan, dan pendingin yang sesuai; kandungan paduan rendah menyederhanakan pemotongan; varian pemotongan bebas berbeda dan bukan bagian dari Q235 B/C.
- Pemotongan dan pengeboran: Tidak ada persyaratan khusus di luar praktik standar untuk baja ringan. Pemotongan termal, plasma, dan pemotongan oksigen-bahan bakar umum digunakan untuk pelat.
- Penyelesaian: Penghilangan percikan las, penggilingan, dan perlakuan permukaan mengikuti prosedur normal. Jika pengelasan untuk memenuhi persyaratan dampak, kontrol HAZ dan inspeksi pasca-las mungkin diperlukan.
8. Aplikasi Tipikal
| Q235B (penggunaan umum) | Q235C (penggunaan umum) |
|---|---|
| Bagian struktural umum (I-beams, saluran), rangka bangunan, struktur baja las di lingkungan sedang | Komponen struktural dan pelat untuk peralatan luar ruangan di iklim yang lebih dingin atau di mana kinerja dampak suhu rendah diperlukan |
| Bagian yang dibuat di mana kemampuan las dan biaya adalah pendorong utama (penyangga, braket, fabrikasi umum) | Dukungan bejana tekan, struktur lepas pantai atau tinggi di mana ketahanan dampak pada suhu yang lebih rendah adalah persyaratan yang ditentukan |
| Bagian mesin, pelat dan batang tujuan umum | Rangka peralatan penyimpanan dingin, peralatan transportasi yang terpapar suhu rendah musiman |
Rasional pemilihan: - Pilih varian yang memberikan ketangguhan terverifikasi yang cukup pada suhu layanan terendah yang diharapkan sambil menyeimbangkan biaya. Q235B cocok di mana suhu lingkungan dan kondisi layanan tidak mendekati ambang batas yang lebih rendah; Q235C dipilih ketika desain atau regulasi memerlukan ketahanan dampak yang terverifikasi pada suhu yang lebih rendah.
9. Biaya dan Ketersediaan
- Biaya: Q235B dan Q235C diproduksi dari kimia dasar yang sama dan proses yang serupa; perbedaan biaya biasanya kecil. Q235C mungkin memiliki premi kecil karena pengujian dan inspeksi tambahan yang diperlukan untuk memverifikasi kinerja dampak pada suhu yang lebih rendah.
- Ketersediaan: Kedua kelas tersedia secara luas di Cina dan dalam rantai pasokan global yang bersumber dari baja struktural Cina. Ketersediaan dalam bentuk produk tertentu (pelat, gulungan, batang, bagian las) tergantung pada produksi dan inventaris pabrik lokal. Untuk ukuran khusus, waktu tunggu dapat meningkat.
10. Ringkasan dan Rekomendasi
Tabel: Perbandingan cepat
| Atribut | Q235B | Q235C |
|---|---|---|
| Kemampuan las | Sangat baik | Sangat baik |
| Keseimbangan Kekuatan–Ketangguhan | Keseimbangan struktural standar pada suhu lingkungan | Ketangguhan suhu rendah terverifikasi yang lebih baik |
| Biaya | Sedikit lebih rendah (lebih sedikit pengujian suhu rendah) | Sedikit lebih tinggi (pengujian/sertifikasi tambahan) |
Rekomendasi penutup: - Pilih Q235B jika: komponen akan beroperasi di lingkungan sedang normal, kemampuan las dan biaya material terendah adalah prioritas, dan tidak ada persyaratan regulasi atau proyek untuk ketangguhan dampak yang terverifikasi pada suhu sub-lingkungan. - Pilih Q235C jika: bagian akan terpapar suhu layanan yang lebih rendah (dingin musiman, lingkungan pendingin, atau iklim dingin), spesifikasi proyek mewajibkan pengujian dampak pada suhu yang lebih rendah, atau margin yang lebih tinggi terhadap patah rapuh diperlukan.
Kedua kelas berfungsi sebagai baja struktural yang praktis dan ekonomis. Keputusan antara Q235B dan Q235C terutama ditentukan oleh ketangguhan suhu rendah yang terverifikasi yang diperlukan daripada perbedaan dalam kimia atau kekuatan mekanis dasar. Dalam praktiknya, sesuaikan pemilihan material dengan suhu layanan, kode/spesifikasi yang berlaku, dan persyaratan kualifikasi untuk perakitan las.