1024 Baja: Properti dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
1034 baja diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, terutama terdiri dari besi dengan kandungan karbon sekitar 0,24%. Kelas baja ini dikenal karena keseimbangan antara kekuatan, kelenturan, dan ketahanan aus, membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Unsur paduan utama dalam baja 1024 termasuk mangan, yang meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan, serta silikon, yang meningkatkan deoksidasi dan berkontribusi pada ketangguhan keseluruhan.
Ikhtisar Komprehensif
Karakteristik baja 1024 mencakup kemampuan mesin yang baik, kecocokan untuk dilas, dan kemampuan untuk diperlakukan panas untuk meningkatkan sifat mekaniknya. Ia menunjukkan rentang kekuatan tarik sekitar 600-800 MPa (87-116 ksi) dalam kondisi normalisasi, dengan kekuatan dll sekitar 350-500 MPa (51-73 ksi). Persentase perpanjangan biasanya berkisar antara 20% hingga 25%, menunjukkan kelenturan yang baik.
Keunggulan Baja 1024:
- Kekuatan dan Ketangguhan: Menawarkan keseimbangan yang baik antara kekuatan dan kelenturan, sehingga cocok untuk aplikasi struktural.
- Kemampuan Mesin: Dapat dengan mudah diproses, memungkinkan bentuk dan komponen yang kompleks.
- Kecocokan untuk Dilas: Cocok untuk proses pengelasan, yang penting untuk banyak aplikasi fabrikasi.
Keterbatasan Baja 1024:
- Ketahanan Korosi: Ketahanan terhadap korosi yang sedang, yang mungkin memerlukan pelapisan perlindungan di lingkungan tertentu.
- Sensitivitas Terhadap Perlakuan Panas: Memerlukan kontrol yang hati-hati selama perlakuan panas untuk menghindari pembengkokan atau retak.
Secara historis, baja 1024 telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk komponen otomotif, bagian mesin, dan aplikasi struktural, karena sifat mekaniknya yang menguntungkan dan keanekaragamannya.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Area Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | G10240 | AS | Ekivalen terdekat dengan AISI 1024 |
| AISI/SAE | 1024 | AS | Umumnya digunakan di Amerika Utara |
| ASTM | A29/A29M | AS | Spesifikasi umum untuk baja paduan |
| EN | 1.0402 | Eropa | Kompisi mirip dengan perbedaan kecil |
| DIN | C24E | Jerman | Kelas sebanding dengan variasi kecil |
| JIS | S45C | Jepang | Setara dengan sifat mekanik yang berbeda |
| ISO | 1024 | Internasional | Penunjukan standar |
Perbedaan antara kelas ekivalen dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan sifat mekanik spesifik atau kebutuhan pemrosesan. Misalnya, sementara AISI 1024 dan EN 1.0402 memiliki komposisi yang mirip, sifat mekaniknya mungkin bervariasi karena perbedaan dalam pemrosesan dan standar perlakuan panas.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0,22 - 0,28 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silikon) | 0,15 - 0,40 |
| P (Fosfor) | ≤ 0,040 |
| S (Belerang) | ≤ 0,050 |
Peran utama karbon dalam baja 1024 adalah untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui pengerasan larutan padat. Mangan berkontribusi pada kemampuan pengerasan dan meningkatkan kekuatan tarik, sementara silikon membantu deoksidasi dan meningkatkan ketangguhan.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dianil | Suhu Ruangan | 600 - 800 MPa | 87 - 116 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lulus (0,2% offset) | Dianil | Suhu Ruangan | 350 - 500 MPa | 51 - 73 ksi | ASTM E8 |
| Perpanjangan | Dianil | Suhu Ruangan | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Dianil | Suhu Ruangan | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak | Charpy V-notch | -20°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi dari sifat mekanik ini membuat baja 1024 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan sedang dan kelenturan yang baik, seperti dalam komponen otomotif dan struktural.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruangan | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Titik Lebur | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruangan | 50 W/m·K | 34,5 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruangan | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Penghantar Listrik | Suhu Ruangan | 0,0000017 Ω·m | 0,0000017 Ω·in |
Kepadatan baja 1024 berkontribusi terhadap integritas strukturalnya, sementara konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifiknya penting untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Atmosferik | Berbeda | Ambien | Baik | Rentan terhadap karat |
| Klorida | Berbeda | Ambien | Buruk | Risiko pitting |
| Asam | Berbeda | Ambien | Buruk | Tidak disarankan |
| Alkalin | Berbeda | Ambien | Baik | Ketahanan sedang |
Baja 1024 menunjukkan ketahanan korosi yang sedang, terutama dalam kondisi atmosferik. Namun, ia rentan terhadap pitting di lingkungan klorida dan sebaiknya dilindungi dalam kondisi asam atau alkali. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 304 atau 316, ketahanan korosi baja 1024 jauh lebih rendah, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi laut atau sangat korosif.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Max Suhu Layanan Kontinu | 400 °C | 752 °F | Cocok untuk suhu sedang |
| Max Suhu Layanan Intermiten | 500 °C | 932 °F | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Scaling | 600 °C | 1112 °F | Risiko oksidasi melebihi batas ini |
Pada suhu tinggi, baja 1024 dapat mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Perhatian harus diberikan untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas 400 °C (752 °F) untuk mencegah penurunan sifat mekanik.
Sifat Fabrikasi
Kecocokan untuk Dilas
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Disarankan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Baik untuk pengelasan umum |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Cocok untuk bagian tipis |
| Stick | E7018 | Tidak ada | Memerlukan pemanasan awal |
Baja 1024 umumnya dianggap cocok untuk dilas menggunakan proses umum seperti MIG dan TIG. Pemanasan awal mungkin diperlukan untuk menghindari retak, terutama di bagian yang lebih tebal. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat meningkatkan ketangguhan pengelasan.
Kemampuan Mesin
| Parameter Pemesinan | [Baja 1024] | AISI 1212 | Catatan/Saran |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Mesin Relatif | 70% | 100% | Kemampuan mesin yang baik, tetapi tidak setinggi 1212 |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pembubutan) | 30 m/menit | 50 m/menit | Disesuaikan untuk keausan alat |
Baja 1024 menawarkan kemampuan mesin yang baik, tetapi tidak semudah diproses seperti baja pemrosesan bebas seperti AISI 1212. Menggunakan alat pemotong dan kecepatan yang sesuai dapat meningkatkan kinerja.
Penataan
Baja 1024 dapat dibentuk dingin dan panas, tetapi harus hati-hati untuk menghindari pengerasan yang berlebihan. Radius lentur minimum harus dipertimbangkan selama proses pembentukan untuk mencegah retak.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Dianil | 700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F | 1 - 2 jam | Udara | Meningkatkan kelenturan dan mengurangi kekerasan |
| Pemanasan + Tempering | 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F | 1 jam | Minyak/Air | Meningkatkan kekuatan dan ketangguhan |
Selama perlakuan panas, baja 1024 mengalami transformasi yang meningkatkan sifat mekaniknya. Dianil melunakkan baja, sementara pemanasan dan tempering meningkatkan kekuatan dan ketangguhan melalui pembentukan martensit dan tempering berikutnya.
Aplikasi Umum dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Otomotif | Komponen mesin | Kekuatan tinggi, kemampuan mesin yang baik | Daya tahan dan performa |
| Konstruksi | Baja struktural | Kekuatan, kecocokan untuk dilas | Aplikasi yang memikul beban |
| Mesin | Shaft gear | Ketangguhan, ketahanan aus | Kemampuan di bawah stres |
Aplikasi lain termasuk:
- Manufaktur: Digunakan dalam produksi berbagai bagian mesin.
- Perkakas: Cocok untuk membuat cetakan dan cetakan karena kekerasannya.
Pemilihan baja 1024 dalam aplikasi ini terutama disebabkan oleh sifat mekaniknya, yang memberikan kekuatan dan daya tahan yang diperlukan.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | Baja 1024 | AISI 4140 | AISI 1045 | Catatan Singkat Pro/Kon atau Perdagangan |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Kekuatan Sedang | Kekuatan Tinggi | Kekuatan Sedang | 4140 menawarkan kekuatan lebih tinggi tetapi kurang kelenturan |
| Aspek Korosi Kunci | Baik | Buruk | Baik | 4140 kurang tahan korosi |
| Kecocokan untuk Dilas | Baik | Baik | Baik | 4140 mungkin memerlukan pemanasan awal |
| Kemampuan Mesin | Baik | Baik | Baik | 4140 lebih sulit untuk diproses |
| Penataan | Baik | Baik | Baik | 4140 kurang dapat dibentuk |
| Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Lebih Tinggi | Sedang | 4140 biasanya lebih mahal |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Umum | Semua kelas tersedia luas |
Ketika memilih baja 1024, pertimbangan meliputi efektivitas biaya, ketersediaan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu. Ketahanan korosi yang sedang dan kecocokan untuk dilas membuatnya pilihan yang serbaguna untuk banyak proyek teknik. Namun, untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan lebih tinggi atau ketahanan korosi, alternatif seperti AISI 4140 atau baja tahan karat mungkin lebih cocok.
Sebagai kesimpulan, baja 1024 adalah material yang berharga dalam ranah baja karbon sedang, menawarkan keseimbangan sifat yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi. Memahami karakternya, keunggulan, dan keterbatasan sangat penting bagi insinyur dan desainer ketika memilih material untuk proyek tertentu.