1030 Baja: Ikhtisar Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Stainless 1030 diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon menengah, yang sebagian besar terdiri dari besi dengan kandungan karbon sekitar 0,30%. Kelas baja ini dikenal karena keseimbangan kekuatan, kegesitan, dan kekerasan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Elemen paduan utama dalam baja 1030 termasuk mangan, yang meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan tarik, dan silikon, yang meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap oksidasi.
Tinjauan Komprehensif
Karakteristik baja 1030 ditentukan oleh kandungan karbon menengahnya, yang memberikan kombinasi yang baik antara kekuatan dan kegesitan. Kelas baja ini menunjukkan kemampuan mesin yang sangat baik dan dapat diperlakukan panas untuk mencapai tingkat kekerasan yang lebih tinggi. Sifat mekaniknya membuatnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan sedang dan ketahanan aus.
Keuntungan:
- Rasio Kekuatan terhadap Berat yang Baik: Baja 1030 menawarkan keseimbangan kekuatan dan berat yang menguntungkan, menjadikannya ideal untuk aplikasi struktural.
- Kemampuan Mesin yang Sangat Baik: Baja ini dapat dipotong dengan mudah, memungkinkan desain dan komponen yang rumit.
- Perlakuan Panas yang Serbaguna: Kemampuan untuk diperlakukan panas meningkatkan kekerasan dan ketahanan ausnya, menjadikannya dapat disesuaikan untuk berbagai aplikasi.
Limitasi:
- Ketahanan Korosi yang Terbatas: Baja 1030 tidak secara inheren tahan karat, yang mungkin memerlukan pelapis pelindung di lingkungan tertentu.
- Kekakuan Menengah: Meskipun memiliki kekuatan yang baik, ketahanannya mungkin tidak cukup untuk aplikasi yang sangat dinamis atau yang dibebani dampak.
Secara historis, baja 1030 telah banyak digunakan dalam pembuatan komponen seperti roda gigi, poros, dan poros roda, karena sifat mekaniknya yang menguntungkan dan kemudahan fabrikasi.
Nama Alternatif, Standar, dan Setara
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | G10300 | USA | Setara terdekat dengan AISI 1030 |
| AISI/SAE | 1030 | USA | Penunjukan yang umum digunakan |
| ASTM | A29/A29M | USA | Spesifikasi untuk batang baja karbon dan paduan |
| EN | C30E | Europa | Perbedaan komposisi kecil |
| DIN | C30 | Jerman | Sifat yang mirip, tetapi standar berbeda |
| JIS | S30C | Jepang | Setara dengan sedikit variasi dalam komposisi |
Perbedaan antara kelas setara dapat memengaruhi kinerja, terutama dalam hal kemampuan pengerasan dan kemampuan mesin. Misalnya, sementara AISI 1030 dan EN C30E mirip, yang terakhir mungkin memiliki kandungan mangan yang sedikit berbeda, memengaruhi respons pengerasannya.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0,28 - 0,34 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silikon) | 0,15 - 0,40 |
| P (Fosfor) | ≤ 0,04 |
| S (Belerang) | ≤ 0,05 |
Mangan memainkan peran krusial dalam meningkatkan kemampuan pengerasan baja 1030, memungkinkan untuk mencapai tingkat kekuatan yang lebih tinggi saat diperlakukan panas. Silikon berkontribusi pada peningkatan kekuatan dan ketahanan oksidasi, sementara karbon adalah elemen utama yang memengaruhi kekerasan dan kekuatan tarik.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Temperatur | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik - SI Units) | Nilai/Rentang Tipikal (Unit Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dianil | 580 - 700 MPa | 84 - 102 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Ultah (0,2% offset) | Dianil | 310 - 450 MPa | 45 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Perpanjangan | Dianil | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Dianil | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak | Charpy V-notch, -20°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Gabungan sifat mekanis ini membuat baja 1030 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan sedang dan kegesitan yang baik, seperti pada komponen otomotif dan bagian mesin.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik - SI Units) | Nilai (Unit Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruang | 50 W/m·K | 34,5 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapastitas Panas Spesifik | Suhu Ruang | 0,49 kJ/kg·K | 0,12 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0,0006 Ω·m | 0,000035 Ω·in |
Kepadatan baja 1030 berkontribusi pada pertimbangan beratnya dalam aplikasi struktural, sementara konduktivitas termalnya relevan untuk pengeluaran panas pada komponen yang terkena suhu tinggi.
Ketahanan Korosi
| Agens Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5 | 25-60 / 77-140 | Baik | Risiko pitting |
| Asam Sulfat | 10-20 | 25-50 / 77-122 | Buruk | Tidak disarankan |
| Natrium Hidroksida | 5-10 | 25-60 / 77-140 | Baik | Risiko retak korosi stres |
Baja 1030 menunjukkan ketahanan korosi yang terbatas, terutama di lingkungan dengan klorida dan asam. Ia rentan terhadap pitting dan retak korosi stres, menjadikannya kurang cocok untuk lingkungan laut atau yang sangat korosif. Dibandingkan dengan baja tahan karat seperti 304 atau 316, yang menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik, baja 1030 membutuhkan pelapis atau perlakuan pelindung dalam aplikasi tersebut.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maksimal | 400 °C | 752 °F | Cocok untuk aplikasi suhu sedang |
| Suhu Layanan Intermiten Maksimal | 500 °C | 932 °F | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Pengelupasan | 600 °C | 1112 °F | Risiko oksidasi di atas batas ini |
Pada suhu tinggi, baja 1030 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Perhatian harus diambil untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas 400 °C, karena ini dapat menyebabkan pengelupasan dan penurunan sifat mekanis.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Las
| Proses Pengelasan | Logam Mengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Flux Perlindungan yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Hasil yang baik dengan teknik yang tepat |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Memerlukan pemanasan awal untuk bagian yang lebih tebal |
Baja 1030 umumnya dianggap dapat dilas, tetapi pemanasan awal mungkin diperlukan untuk mencegah retak, terutama pada bagian yang lebih tebal. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat membantu menghilangkan stres residual.
Kemampuan Mesin
| Parameter Pemesinan | [Baja 1030] | [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 | 45 m/menit | Sesuaikan berdasarkan alat dan kondisi |
Baja 1030 menawarkan kemampuan mesin yang baik, menjadikannya cocok untuk berbagai operasi pemesinan. Namun, diperlukan alat yang tepat dan kecepatan pemotongan untuk mengoptimalkan kinerja.
Formabilitas
Baja 1030 dapat dibentuk dingin dan panas, dengan kegesitan yang baik memungkinkan untuk pembengkokan dan pembentukan. Namun, perhatian harus diambil untuk menghindari pengerasan kerja, yang dapat menyulitkan operasi pembentukan lebih lanjut. Jari-jari bengkok yang direkomendasikan harus diikuti, terutama dalam aplikasi pembentukan dingin.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Dianil | 700 - 800 / 1292 - 1472 | 1 - 2 jam | Udara | Pelunakan, meningkatkan kemampuan mesin |
| Pendinginan Cepat | 800 - 850 / 1472 - 1562 | 30 menit | Minyak atau Air | Pengerasan |
| Pengerasan | 400 - 600 / 752 - 1112 | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketahanan |
Proses perlakuan panas secara signifikan mengubah mikrostruktur baja 1030, meningkatkan kekerasan dan kekuatannya. Kontrol yang tepat terhadap suhu dan laju pendinginan sangat penting untuk mencapai sifat yang diinginkan.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Otomotif | Roda Gigi | Kekuatan tinggi, kemampuan mesin yang baik | Penting untuk kinerja dan daya tahan |
| Manufaktur | Poros | Kekerasan, ketahanan aus | Kritis untuk aplikasi yang memikul beban |
| Konstruksi | Komponen struktural | Rasio kekuatan terhadap berat | Ideal untuk integritas struktural |
- Aplikasi Lain:
- Komponen Mesin
- Perkakas dan cetakan
- Pengikat
Baja 1030 dipilih untuk aplikasi yang memerlukan kombinasi kekuatan, kegesitan, dan kemampuan mesin, menjadikannya pilihan yang serbaguna di berbagai industri.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Selanjutnya
| Fitur/Sifat | [Baja 1030] | [AISI 1045] | [AISI 1020] | Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanis Kunci | Kekuatan Sedang | Kekuatan yang Lebih Tinggi | Kekuatan yang Lebih Rendah | 1045 menawarkan kekuatan yang lebih baik, tetapi kurang kegesitan |
| Aspek Korosi Kunci | Baik | Baik | Bagus | 1020 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik |
| Kemampuan Las | Baik | Baik | Baik | 1045 mungkin memerlukan lebih banyak perhatian dalam pengelasan |
| Kemampuan Mesin | Baik | Baik | Excellent | 1020 lebih mudah diproses |
| Formabilitas | Baik | Baik | Excellent | 1020 lebih mudah dibentuk |
| Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Sedang | Rendah | 1020 umumnya lebih murah |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Sangat Umum | 1020 sangat mudah ditemukan |
Saat memilih baja 1030, pertimbangan meliputi sifat mekaniknya, efisiensi biaya, dan ketersediaan. Meskipun menawarkan keseimbangan sifat yang baik, alternatif seperti AISI 1045 mungkin memberikan kekuatan yang lebih tinggi, dan AISI 1020 mungkin lebih ekonomis untuk aplikasi di mana kekuatan ekstrem tidak diperlukan. Pilihan pada akhirnya tergantung pada persyaratan spesifik aplikasi, termasuk kondisi beban, faktor lingkungan, dan metode fabrikasi.