1038 Baja: Gambaran Umum Properti dan Aplikasi Kunci
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Baja 1038 diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, yang terutama terdiri dari besi dengan kandungan karbon sekitar 0,38%. Kelas baja ini dikenal karena kekuatan dan kekerasannya yang sangat baik, membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Unsur paduan utama dalam baja 1038 mencakup mangan, yang meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan, serta silikon, yang memperbaiki dekoksidasi selama proses pembuatan baja.
Tinjauan Menyeluruh
Sifat bawaan dari baja 1038 mencakup kekuatan tarik yang baik, ketahanan aus, dan kemampuan untuk diperlakukan panas untuk meningkatkan kinerjanya. Sifat mekaniknya dapat dioptimalkan lebih lanjut melalui proses seperti pendinginan dan penemperan, yang memungkinkan untuk mencapai keseimbangan antara kekerasan dan keuletan.
Keuntungan Baja 1038:
- Kekuatan dan Kekerasan Tinggi: Cocok untuk aplikasi yang memerlukan kapasitas beban tinggi.
- Mudah Dikerjakan: Dapat dengan mudah dikerjakan menjadi bentuk yang kompleks.
- Perlakuan Panas yang Serbaguna: Dapat disesuaikan untuk memenuhi persyaratan kinerja tertentu.
Limitasi Baja 1038:
- Ketahanan Korosi Sedang: Tidak ideal untuk lingkungan yang rentan terhadap korosi tanpa pelapisan pelindung.
- Tantangan Keterhubungan Las: Memerlukan pertimbangan hati-hati terhadap teknik pengelasan untuk menghindari retak.
Secara historis, baja 1038 telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk komponen otomotif, bagian mesin, dan aplikasi struktural, karena sifat mekaniknya yang menguntungkan dan kemampuannya untuk beradaptasi.
Nama Alternatif, Standar, dan Padanan
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | G10380 | AS | Padanan terdekat dengan AISI 1038 |
| AISI/SAE | 1038 | AS | Umumnya digunakan di Amerika Utara |
| ASTM | A29/A29M | AS | Spesifikasi umum untuk baja paduan |
| EN | 1.0402 | Eropa | Perbedaan komposisi kecil |
| DIN | C38 | Jerman | Sifat yang mirip, tetapi aplikasi yang berbeda |
| JIS | S38C | Jepang | Sebanding tetapi dengan sedikit variasi dalam komposisi |
Perbedaan antara kelas yang setara dapat memengaruhi kinerja, terutama dalam hal kemampuan pengerasan dan keterhubungan las. Misalnya, sementara AISI 1038 dan EN 1.0402 mirip, yang terakhir mungkin memiliki sifat mekanik yang sedikit berbeda karena variasi dalam proses pembuatan.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0,35 - 0,42 |
| 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 1038 adalah untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui perlakuan panas. Mangan berkontribusi pada kemampuan pengerasan dan meningkatkan ketangguhan baja, sedangkan silikon membantu dalam dekoksidasi selama proses pembuatan baja.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Temper | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Metik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dianil | Suhu Ruang | 600 - 700 MPa | 87 - 102 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Limit (0,2% offset) | Dianil | Suhu Ruang | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Perpanjangan | Dianil | Suhu Ruang | 15 - 20% | 15 - 20% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Dipendinginkan & Dipanaskan | Suhu Ruang | 200 - 250 HB | 200 - 250 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak | Dipendinginkan & Dipanaskan | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Gabungan kekuatan tarik dan kekuatan limit yang tinggi menjadikan baja 1038 cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan terhadap deformasi di bawah beban, seperti pada komponen struktural dan bagian mesin.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kerapatan | - | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | 20°C | 45 W/m·K | 31 BTU·in/ft²·h·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | - | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
Kepadatan baja 1038 berkontribusi pada berat dan integritas strukturalnya, sementara titik lelehnya menunjukkan kesesuaiannya untuk aplikasi suhu tinggi. Konduktivitas termal penting untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas.
Ketahanan Korosi
| Penghancur | Konsentrasi (%) | Suhu (°C) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5 | 25-60 | Baik | Risiko pitting |
| Asam Sulfat | 10-20 | 25-50 | Buruk | Tidak direkomendasikan |
| Atmosfer | - | Beragam | Baik | Memerlukan pelapisan pelindung |
Baja 1038 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan klorida, di mana ia rentan terhadap pitting. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 304 atau 316, ketahanan korosi baja 1038 jauh lebih rendah, sehingga kurang cocok untuk aplikasi laut atau pemrosesan kimia.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Terus Maks | 400 | 752 | Cocok untuk suhu sedang |
| Suhu Layanan Seling Maks | 500 | 932 | Hanya untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Pembakaran | 600 | 1112 | Risiko oksidasi di atas suhu ini |
Pada suhu tinggi, baja 1038 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi jika tidak dilindungi dengan baik. Performa dalam aplikasi suhu tinggi cukup memadai, tetapi perhatian harus diberikan untuk menghindari paparan berkepanjangan pada kondisi ekstrem.
Sifat Fabrikasi
Keterhubungan Las
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Flux Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Preheat disarankan |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Memerlukan perlakuan panas setelah pengelasan |
| Stik | E7018 | - | Baik untuk bagian yang lebih tebal |
Keterhubungan baja 1038 bisa menantang karena kandungan karbonnya, yang dapat menyebabkan retak jika tidak dikelola dengan baik. Preheating dan perlakuan panas setelah pengelasan disarankan untuk mengurangi risiko ini.
Keberhasilan Mesin
| Parameter Pemesinan | [Baja 1038] | AISI 1212 | Catatan/Tip |
|---|---|---|---|
| Indeks Keberhasilan Pemesinan Relatif | 70 | 100 | Baik untuk pemesinan umum |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Putaran) | 30-40 m/menit | 50-60 m/menit | Gunakan alat dari karbida untuk hasil terbaik |
Baja 1038 menawarkan keberhasilan pemesinan yang baik, meskipun tidak semudah baja karbon rendah untuk diproses. Kecepatan pemotongan dan alat yang optimal dapat meningkatkan kinerja selama operasi pemesinan.
Formabilitas
Baja 1038 dapat dibentuk menggunakan proses dingin dan panas. Pembentukan dingin dapat dilakukan tetapi mungkin memerlukan gaya yang lebih tinggi karena pengerasan kerja. Pembentukan panas lebih disukai untuk bentuk yang kompleks, memungkinkan keuletan yang lebih baik dan mengurangi risiko retak.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C) | Waktu Rendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Dianil | 600 - 700 | 1 - 2 jam | Udara | Melembutkan, meningkatkan keuletan |
| Pendinginan | 800 - 850 | 30 menit | Minyak/Air | Pengerasan |
| Penemperan | 400 - 600 | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan |
Proses perlakuan panas mengubah mikroskopis baja 1038 secara signifikan, meningkatkan kekerasan dan kekuatan sambil membiarkan sifat mekanik yang disesuaikan.
Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Otomotif | As roda engkol | Kekuatan tinggi, ketahanan aus | Komponen penopang beban |
| Mesin | Gir | Ketangguhan, keberhasilan pemesinan | Bentuk kompleks dan daya tahan |
| Konstruksi | Balok struktural | Kekuatan, keuletan | Struktur penopang beban |
Aplikasi lain termasuk:
- Produksi pengikat
- Produksi poros dan as
- Penggunaan pada komponen mesin berat
Baja 1038 dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan kekuatan, ketangguhan, dan keistimewaan pemesinan yang menguntungkan, menjadikannya ideal untuk komponen yang mengalami stres tinggi.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | [Baja 1038] | [AISI 4140] | [AISI 1045] | Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Kekuatan tinggi | Ketangguhan lebih tinggi | Kekuatan sedang | 4140 menawarkan ketangguhan yang lebih baik tetapi pemesinan yang lebih rendah |
| Aspek Korosi Utama | Sedang | Baik | Baik | Semua memerlukan tindakan perlindungan di lingkungan korosif |
| Keterhubungan Las | Sedang | Baik | Sedang | 4140 lebih mudah dilas dibandingkan 1038 |
| Keberhasilan Mesin | Baik | Sedang | Baik | 4140 lebih menantang untuk diproses |
| Formabilitas | Sedang | Baik | Baik | 4140 memiliki karakteristik formabilitas yang lebih baik |
| Kira-Kira Biaya Relatif | Sedang | Lebih tinggi | Lebih rendah | 1038 ekonomis untuk banyak aplikasi |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Kurang umum | Umum | 1038 tersedia luas dalam berbagai bentuk |
Ketika memilih baja 1038, pertimbangannya mencakup biaya-efektivitas, ketersediaan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu. Meskipun menawarkan keseimbangan sifat yang baik, alternatif seperti AISI 4140 mungkin lebih disukai dalam aplikasi yang memerlukan ketangguhan yang lebih tinggi atau keterhubungan las yang lebih baik.
Secara ringkas, baja 1038 adalah baja paduan karbon sedang yang serbaguna yang memberikan kombinasi sifat mekanik yang kuat, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Kinerjanya dapat dioptimalkan melalui perlakuan panas dan proses fabrikasi yang hati-hati, memastikan ia memenuhi tuntutan berbagai industri.