ST37 vs ST52 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi

Pengenalan

ST37 dan ST52 adalah kelas baja struktural Jerman yang sudah ada sejak lama dan banyak dirujuk dalam praktik Eropa serta dalam banyak rantai pasokan industri. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur sering kali dihadapkan pada pilihan antara keduanya ketika menyeimbangkan biaya, kemampuan dibentuk, kemampuan dilas, dan kinerja mekanis yang diperlukan untuk komponen struktural dan fabrikasi. Konteks keputusan yang umum termasuk apakah akan memprioritaskan biaya yang lebih rendah dan ketangguhan tinggi untuk konstruksi umum (mengutamakan baja dengan kekuatan lebih rendah) atau mengurangi ukuran dan berat bagian dengan menentukan baja berkekuatan lebih tinggi (mengutamakan kelas berkekuatan lebih tinggi).

Perbedaan praktis utama antara ST37 dan ST52 adalah tingkat kekuatan target mereka dan strategi paduan/mikropaduan yang digunakan untuk mencapai kekuatan tersebut: ST52 diproduksi dan diproses untuk mencapai kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang lebih tinggi dibandingkan ST37, yang pada gilirannya mempengaruhi ketangguhan, kemampuan dibentuk, kemampuan dilas, dan perilaku pembentukan. Karena keduanya adalah baja struktural non-stainless, mereka sering dibandingkan untuk aplikasi seperti balok, pelat, pipa, dan fabrikasi yang dilas.

1. Standar dan Penunjukan

• DIN (sejarah): ST37 (sering ditulis St37-2) dan ST52 (St52-3) berasal dari seri baja struktural DIN 17100 yang lebih tua.
• Setara EN: ST37 secara luas dapat dibandingkan dengan kelas EN 10025 S235 (misalnya, S235JR/S235J0), sementara ST52 menempati kelas kekuatan yang lebih tinggi dan sering dianggap setara dengan baja struktural berkekuatan lebih tinggi (beberapa tumpang tindih ada dengan EN S355 atau baja berkekuatan lebih tinggi lainnya tergantung pada subgrade dan pemrosesan).
• Standar lainnya: ASTM/ASME menggunakan nomenklatur yang berbeda (misalnya, A36 ~ S235 dalam beberapa konteks), JIS dan GB (Cina) menggunakan sistem kelas mereka sendiri; pemetaan langsung satu-ke-satu memerlukan pemeriksaan kriteria properti dan kimia.
• Klasifikasi: Baik ST37 maupun ST52 adalah baja struktural karbon biasa/paduan rendah (non-stainless). ST37 berperilaku sebagai baja struktural karbon rendah konvensional; ST52 sering kali mencakup elemen mikropaduan (Nb, V, Ti) atau pemrosesan termomekanis yang terkontrol untuk mencapai kekuatan lebih tinggi tanpa paduan quench-and-temper yang berat.

2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan

Kimia ST37 dan ST52 mencerminkan target kinerja: ST37 menggunakan paduan minimal untuk mempertahankan kemampuan dibentuk dan kemampuan dilas, sementara ST52 menggunakan paduan dan/atau mikropaduan yang sedikit lebih tinggi ditambah pemrosesan terkontrol untuk meningkatkan kekuatan luluh.

Tabel: Rentang komposisi tipikal (indikatif; konsultasikan standar yang berlaku atau sertifikat pabrik untuk angka yang tepat)

Elemen	ST37 (tipikal, DIN 17100 / mirip S235)	ST52 (tipikal, DIN 17100 berkekuatan tinggi)
C (wt%)	hingga ~0.17–0.22 (rendah)	hingga ~0.20–0.25 (rendah hingga sedang)
Mn (wt%)	~0.50–1.40	~0.60–1.60
Si (wt%)	hingga ~0.30–0.40	hingga ~0.30–0.50
P (wt%)	≤ ~0.035–0.045	≤ ~0.035–0.045
S (wt%)	≤ ~0.035–0.045	≤ ~0.035–0.045
Cr (wt%)	biasanya jejak	biasanya jejak (bukan pengeras utama)
Ni (wt%)	biasanya jejak	biasanya jejak
Mo (wt%)	biasanya jejak	jejak mungkin jika diperlukan
V (wt%)	biasanya tidak ada	mikropaduan mungkin (~0.01–0.10)
Nb (wt%)	biasanya tidak ada	mikropaduan mungkin (~0.01–0.06)
Ti (wt%)	biasanya tidak ada	mikropaduan mungkin (~0.01–0.05)
B (wt%)	tidak tipikal	jarang digunakan
N (wt%)	jejak	jejak

Catatan: - Nilai di atas adalah rentang indikatif; seri DIN 17100 mengizinkan sejumlah subgrade dan jalur produksi. Untuk pengadaan, selalu tentukan revisi standar yang tepat, subgrade, dan minta sertifikat uji pabrik. - Kekuatan ST52 biasanya dicapai melalui kombinasi karbon dan mangan yang sedikit lebih tinggi serta melalui mikropaduan (Nb, V, Ti) dan/atau penggulungan termomekanis daripada penambahan paduan berat seperti Cr/Mo/Ni. - Efek paduan: C dan Mn meningkatkan kekuatan dan kemampuan pengerasan tetapi mengurangi kemampuan dilas dan ketangguhan jika tinggi. Mikropaduan (Nb, V, Ti) mendorong penguatan presipitasi dan ukuran butir ferrit-perlit yang lebih halus, memungkinkan kekuatan lebih tinggi pada tingkat karbon yang lebih rendah.

3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas

• Mikrostruktur ST37: ST37 yang digulung biasanya menunjukkan mikrostruktur ferrit-perlit dengan butir ferrit kasar relatif terhadap baja mikropaduan. Mikrostruktur ini memberikan ketangguhan yang baik dan penyerapan energi.
• Mikrostruktur ST52: ST52, tergantung pada produksi, umumnya akan menunjukkan matriks ferrit-perlit dengan butir yang lebih halus dengan kemungkinan presipitat mikropaduan (NbC, VC, TiN) yang membatasi pertumbuhan butir dan memberikan penguatan presipitasi. Pemrosesan termomekanis yang terkontrol (TMCP) sering digunakan untuk memperhalus struktur butir dan meningkatkan kekuatan.
• Respons terhadap perlakuan panas:
• Normalisasi: Kedua kelas merespons normalisasi dengan ukuran butir yang lebih halus dan peningkatan kekuatan yang moderat; ST52 lebih diuntungkan dari TMCP dibandingkan normalisasi sederhana.
• Quenching & tempering: Tidak tipikal untuk baja ini dalam aplikasi struktural standar; siklus quench & temper menghasilkan kekuatan yang jauh lebih tinggi tetapi hanya digunakan jika ditentukan dan dengan kimia yang sesuai untuk kemampuan pengerasan.
• Pemrosesan termomekanis: ST52 umumnya diproduksi dengan TMCP untuk mencapai kekuatan tinggi dengan ketangguhan dan kemampuan dilas yang dapat diterima; ST37 biasanya tidak memerlukan TMCP.
• Implikasi praktis: ST52 dapat mencapai kekuatan lebih tinggi sambil mempertahankan ketangguhan yang dapat diterima karena mikropaduan dan pemrosesan, sedangkan ST37 memperoleh ketangguhan dan kemampuan dibentuk dari kimia karbon rendah dan mikrostruktur yang lebih kasar.

4. Sifat Mekanis

Tabel: Rentang sifat mekanis tipikal (as-rolled / data pemasok; konsultasikan sertifikat pabrik)

Sifat	ST37 (tipikal)	ST52 (tipikal)
Kekuatan luluh (Rp0.2, MPa)	≈ 235 (minimum umum untuk baja mirip S235)	kelas lebih tinggi — umumnya di wilayah 355–520 MPa tergantung pada subgrade dan pemrosesan
Kekuatan tarik (MPa)	≈ 360–510	≈ 500–700 (bervariasi dengan subgrade dan pemrosesan)
Peregangan (%)	≈ 20–30 (ketangguhan baik)	≈ 10–20 (ketangguhan berkurang dibandingkan ST37)
Ketangguhan impak	Sering ≥ 27 J pada suhu ruangan (JR) atau suhu yang ditentukan	Dapat dirancang untuk memenuhi persyaratan impak; ketangguhan yang lebih rendah dapat mengurangi ketangguhan kecuali TMCP/mikropaduan digunakan
Kekerasan (HB)	Rendah-sedang (mudah dikerjakan/dibentuk)	Lebih tinggi (lebih sulit dikerjakan/dibentuk)

Penjelasan: - ST52 adalah kelas yang lebih kuat; ia mencapai kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang lebih tinggi. Kekuatan yang lebih tinggi ini biasanya datang dengan mengorbankan ketangguhan (penurunan peregangan) kecuali pemrosesan dan mikropaduan yang hati-hati digunakan untuk mempertahankan ketangguhan. - Ketangguhan impak sangat bergantung pada subgrade yang ditentukan dan kondisi pengiriman (suhu, keberadaan akhiran J atau JR). Kedua kelas dapat diproduksi untuk memenuhi persyaratan energi impak tertentu, tetapi varian berkekuatan lebih tinggi sering memerlukan perhatian terhadap ketangguhan notch.

5. Kemampuan Dilas

Kemampuan dilas dipengaruhi terutama oleh kandungan karbon, ekuivalen karbon, dan keberadaan elemen mikropaduan yang mempengaruhi kemampuan pengerasan dan kerentanan terhadap retak hidrogen.

Indeks kemampuan dilas umum: - Ekuivalen karbon IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Rumus Pcm (untuk menilai 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 (tidak ada input numerik di sini): - ST37: Karbon rendah dan kimia yang disederhanakan menghasilkan nilai ekuivalen karbon yang rendah, memberikan kemampuan dilas yang umumnya sangat baik dengan pemanasan awal minimal dan pilihan logam pengisi yang sederhana. Risiko retak yang dibantu hidrogen rendah untuk ketebalan tipikal. - ST52: Kekuatan yang lebih tinggi dan potensi keberadaan elemen mikropaduan meningkatkan kemampuan pengerasan yang efektif dan menaikkan indeks seperti ekuivalen karbon. Akibatnya, ST52 mungkin memerlukan pemanasan awal yang terkontrol, suhu antar proses, dan pemilihan logam pengisi yang sesuai untuk menghindari zona yang terpengaruh panas yang keras dan rapuh serta retak dingin pada bagian yang lebih tebal. - Panduan praktis: Untuk ST52, ikuti rekomendasi pemasok untuk pemanasan awal, gunakan pengisi yang cocok atau sedikit lebih tinggi di mana ditentukan, kontrol sumber hidrogen, dan terapkan perlakuan panas pasca-las (PWHT) jika diperlukan untuk aplikasi kritis.

6. Korosi dan Perlindungan Permukaan

• Baik ST37 maupun ST52 adalah baja karbon/paduan rendah; keduanya bukan stainless. Mereka bergantung pada perlindungan permukaan untuk ketahanan terhadap korosi.
• Strategi perlindungan yang tipikal: galvanisasi celup panas, metalisasi seng, pelapisan epoksi/poliuretan, pelapisan pengorbanan, atau toleransi korosi dalam desain.
• PREN (angka ekuivalen ketahanan pitting) hanya relevan untuk baja stainless dan duplex stainless. Untuk ST37 dan ST52, PREN tidak berlaku: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Kinerja korosi sebagian besar independen dari perbedaan komposisi kecil antara ST37 dan ST52; keduanya memerlukan pelapisan di lingkungan yang terekspos. Persiapan permukaan, sistem pelapisan, dan lingkungan menentukan umur layanan lebih dari perbedaan paduan yang kecil.

7. Fabrikasi, Kemudahan Pemesinan, dan Kemampuan Dibentuk

• Pemotongan dan pemesinan:
• ST37: Lebih mudah diproses dan dipotong karena kekerasan yang lebih rendah; umur alat dan gaya pemotongan lebih rendah.
• ST52: Gaya pemotongan dan keausan alat yang lebih tinggi karena kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi; parameter pemesinan harus disesuaikan, dan alat mungkin perlu ditingkatkan.
• Pembengkokan dan pembentukan:
• ST37: Kemampuan dibentuk yang lebih baik dan jari-jari bengkok yang lebih besar diizinkan untuk ketebalan tertentu; cocok untuk operasi pembentukan dingin dan penggulungan.
• ST52: Ketangguhan yang berkurang berarti pembentukan yang lebih ketat memerlukan lebih banyak perhatian; pemulihan lebih tinggi dan jari-jari bengkok minimum lebih besar kecuali material diproses secara khusus.
• Penyelesaian permukaan:
• Keduanya menerima praktik penyelesaian standar (penggilingan, peledakan, pengecatan). Permukaan ST52 yang lebih keras mungkin memerlukan metode penyelesaian yang lebih kuat.

8. Aplikasi Tipikal

Tabel: Penggunaan tipikal

ST37 (penggunaan tipikal)	ST52 (penggunaan tipikal)
Pekerjaan baja struktural umum (balok, kolom) di mana ketangguhan dan kemampuan dilas yang tinggi menjadi prioritas	Anggota struktural di mana rasio kekuatan terhadap berat yang lebih tinggi diperlukan (ketebalan bagian yang berkurang)
Rangka fabrikasi, braket, struktur beban ringan hingga sedang	Rangka mesin berat, crane, anggota penahan beban dengan stres tinggi
Pipa dan tabung untuk aplikasi non-tekanan, bagian yang dilas	Pipa berkekuatan tinggi, komponen tekanan ketika ditentukan untuk kekuatan (dengan kontrol pengelasan)
Pelat dan bagian umum untuk konstruksi sipil	Aplikasi di mana pengurangan berat dan kekuatan yang lebih tinggi diperlukan (rangka kendaraan, komponen struktural lepas pantai ketika diperlakukan dengan tepat)

Alasan pemilihan: - Pilih ST37 ketika biaya, kemudahan pembentukan dan pengelasan, serta ketangguhan/kekerasan tinggi menjadi pendorong utama. - Pilih ST52 ketika desain memerlukan kekuatan luluh yang lebih tinggi untuk mengurangi ketebalan bagian atau untuk menahan beban statis yang lebih tinggi, dengan syarat kontrol fabrikasi untuk pengelasan dan pembentukan diterapkan.

9. Biaya dan Ketersediaan

• Biaya: ST37 umumnya lebih murah per ton dibandingkan ST52 karena mengandung lebih sedikit tambahan mikropaduan dan memerlukan pemrosesan yang lebih sedikit. ST52 sering kali memiliki harga premium karena mikropaduan dan TMCP.
• Ketersediaan: Kedua kelas tersedia secara luas dalam bentuk produk standar (pelat, lembaran, koil hot-rolled, bagian struktural). Material mirip ST37 (S235) mungkin lebih umum untuk baja konstruksi sederhana, sementara setara ST52 mungkin ditentukan dan disimpan untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan lebih tinggi; waktu tunggu untuk subgrade berkekuatan tinggi yang bersertifikat mungkin sedikit lebih lama.

10. Ringkasan dan Rekomendasi

Tabel: Perbandingan cepat

Kriteria	ST37 (kekuatan lebih rendah)	ST52 (kekuatan lebih tinggi)
Kemampuan dilas	Sangat baik	Baik hingga sedang (memerlukan kontrol)
Kesimbangan Kekuatan–Ketangguhan	Kekuatan lebih rendah, ketangguhan/kekerasan lebih tinggi	Kekuatan lebih tinggi, potensi ketangguhan lebih rendah kecuali TMCP/mikropaduan
Biaya	Lebih rendah	Lebih tinggi

Kesimpulan dan panduan pemilihan: - Pilih ST37 jika: - Aplikasi memprioritaskan kemampuan dilas, kemudahan pembentukan, dan ketangguhan tinggi (misalnya, pekerjaan baja struktural umum, rangka las sederhana). - Sensitivitas biaya dan pasokan yang melimpah penting. - Ketangguhan impak pada suhu ambien dan kemudahan fabrikasi diperlukan tanpa pemrosesan yang canggih.

• Pilih ST52 jika:
• Desain memerlukan kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang lebih tinggi untuk mengurangi ukuran bagian atau mendukung beban statis yang lebih tinggi.
• Pengurangan berat atau kapasitas beban yang lebih tinggi adalah tujuan desain dan proyek dapat menerima biaya material yang sedikit lebih tinggi dan kontrol fabrikasi.
• Pembeli menentukan subgrade TMCP atau mikropaduan dan prosedur pengelasan/fabrikasi yang sesuai diterapkan.

Catatan akhir: ST37 dan ST52 mencakup spektrum kimia dan keadaan pemrosesan. Selalu tentukan revisi standar yang tepat, kondisi pengiriman (misalnya, dinormalisasi, TMCP), dan sifat mekanis serta impak yang diperlukan dalam dokumen pengadaan. Minta sertifikat uji pabrik dan, jika berlaku, kualifikasi prosedur pengelasan dan instruksi pemanasan awal/PWHT untuk memastikan kinerja dalam layanan sesuai dengan maksud desain.