10.9 Baja: Properti dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
10.9 Baja, yang umum dikenal sebagai Kelas Baut 10.9, adalah kelas baja berkekuatan tinggi yang terutama digunakan dalam pembuatan baut dan pengikat. Ini diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, yang dicirikan oleh kandungan karbon yang signifikan (biasanya sekitar 0,8% hingga 1,0%) dan adanya unsur paduan seperti mangan, silikon, dan kadang-kadang krom. Unsur-unsur ini berkontribusi pada kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus baja secara keseluruhan.
Karakteristik paling signifikan dari Baja 10.9 meliputi kekuatan tariknya yang tinggi, yang dapat mencapai hingga 1.000 MPa (145 ksi), dan ketahanan fatigue yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang menuntut di berbagai industri. Namun, penting untuk dicatat bahwa meskipun Baja 10.9 menawarkan banyak keuntungan, seperti rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi dan kemampuan mesin yang baik, ia juga memiliki batasan. Misalnya, kerentanannya terhadap retak korosi tegangan (SCC) di lingkungan tertentu dapat menjadi perhatian.
Secara historis, Baja 10.9 telah memainkan peran penting dalam pengembangan pengikat berkinerja tinggi, terutama di sektor otomotif dan konstruksi, di mana keandalan dan keselamatan sangat penting. Posisi pasarnya kuat, dengan penggunaan luas dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan daya tahan tinggi.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Daerah Asal | Catatan/Komentar |
|---|---|---|---|
| UNS | G10450 | USA | Ekivalen terdekat dengan AISI 4140 |
| AISI/SAE | 1045 | USA | Perbedaan komposisi minor |
| ASTM | A325 | USA | Digunakan untuk baut struktural |
| EN | 10.9 | Eropa | Standar untuk baut berkekuatan tinggi |
| DIN | 10.9 | Jerman | Mirip dengan standar EN |
| JIS | SCM435 | Jepang | Ekivalen dengan sifat yang berbeda |
| ISO | 10.9 | Internasional | Standar global untuk baut berkekuatan tinggi |
Tabel di atas menyoroti berbagai standar dan ekivalen untuk Baja 10.9. Secara khusus, meskipun kelas seperti AISI 4140 dan SCM435 sering dianggap setara, mereka mungkin menunjukkan sifat mekanik dan ketahanan korosi yang berbeda, yang dapat mempengaruhi kinerja secara signifikan dalam aplikasi tertentu.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.8 - 1.0 |
| Mn (Mangan) | 0.6 - 0.9 |
| Si (Silikon) | 0.15 - 0.4 |
| Cr (Krom) | 0.0 - 0.25 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.025 |
| S (Belerang) | ≤ 0.025 |
Unsur paduan utama dalam Baja 10.9 termasuk karbon, mangan, dan silikon. Karbon sangat penting untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan, sementara mangan meningkatkan kemampuannya untuk dikeraskan dan ketangguhan. Silikon berkontribusi pada peningkatan kekuatan dan ketahanan terhadap oksidasi.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dikeraskan & Dipanaskan | 800 - 1.000 MPa | 1160 - 145 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lentur (offset 0,2%) | Dikeraskan & Dipanaskan | 600 - 850 MPa | 87 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Peregangan | Dikeraskan & Dipanaskan | 10 - 15% | 10 - 15% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell C) | Dikeraskan & Dipanaskan | 28 - 34 HRC | 28 - 34 HRC | ASTM E18 |
| Kekuatan Dampak | - | 27 J (pada -20°C) | 20 ft-lbf (pada -4°F) | ASTM E23 |
Sifat mekanik dari Baja 10.9 membuatnya sangat cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban mekanik tinggi dan integritas struktural. Kekuatan tarik dan kekuatan lenturn yang tinggi memungkinkannya untuk menahan gaya yang signifikan, sementara peregangan dan kekuatan dampaknya menunjukkan ketangguhan dan kelenturan yang baik.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | - | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | 20 °C | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | - | 460 J/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | - | 0.0000017 Ω·m | 0.0000017 Ω·ft |
Sifat fisik kunci seperti kepadatan dan titik leleh sangat penting untuk aplikasi di mana berat dan kinerja termal sangat penting. Titik leleh yang tinggi dari Baja 10.9 memungkinkannya mempertahankan integritas struktural pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi suhu tinggi.
Ketahanan Korosi
| Agens Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3 - 10 | 20 - 60 | Sedang | Risiko korosi pitting |
| Asam | 1 - 5 | 20 - 40 | Kurang baik | Tidak disarankan |
| Larutan Alkalin | 1 - 10 | 20 - 60 | Sedang | Rentan terhadap SCC |
| Atmosfer | - | - | Baik | Ketahanan sedang |
Baja 10.9 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama dalam kondisi atmosfer. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan klorida dan retak korosi tegangan di larutan alkalin. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 316 atau 304, ketahanan korosi Baja 10.9 jauh lebih rendah, menjadikannya kurang cocok untuk lingkungan maritim atau sangat korosif.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Komentar |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maksimum | 300 °C | 572 °F | Di atas ini, sifat-sifat akan menurun |
| Suhu Layanan Intermiten Maksimum | 400 °C | 752 °F | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Skala | 500 °C | 932 °F | Risiko oksidasi |
Pada suhu tinggi, Baja 10.9 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi dan pengelupasan. Suhu layanan kontinu maksimum menunjukkan batas atas untuk paparan yang berkepanjangan, di mana sifat mekanik dapat menurun.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Las
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Pengisi Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon/CO2 | Pralakuan pemanasan disarankan |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Memerlukan kontrol yang hati-hati |
| Stick | E7018 | - | Perlakuan panas pasca-las |
Baja 10.9 umumnya dapat dilas, tetapi pemanasan awal sering disarankan untuk mencegah retakan. Perlakuan panas pasca-las dapat membantu mengurangi tegangan dan meningkatkan ketangguhan di zona las.
Kemampuan Mesin
| Parameter Pemesinan | [Baja 10.9] | AISI 1212 | Catatan/Saran |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Mesin Relatif | 60% | 100% | Memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Putaran) | 20 m/menit | 40 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Kemampuan mesin adalah sedang; sementara Baja 10.9 dapat dipotong secara efektif, ia memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih lambat dan alat yang sesuai untuk mencapai hasil optimal.
Keformalan
Baja 10.9 menunjukkan kefor...