1075 Baja: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Stainless 1075 diklasifikasikan sebagai baja karbon sedang, terutama terdiri dari besi dengan kandungan karbon sekitar 0,75%. Kelas ini jatuh dalam sistem klasifikasi AISI/SAE, yang mengategorikan baja berdasarkan kandungan karbon dan elemen paduan. Elemen paduan utama dalam baja 1075 adalah karbon, yang sangat mempengaruhi kekerasan, kekuatan, dan ketahanan ausnya.
Tinjauan Menyeluruh
Baja 1075 dikenal karena kekerasan dan ketahanan ausnya yang luar biasa, menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan daya tahan tinggi. Kandungan karbon yang sedang memungkinkan kemampuan pengerasan yang baik, yaitu kemampuan untuk mengeraskan baja melalui proses perlakuan panas. Kelas baja ini sering digunakan dalam pembuatan alat, bilah, dan pegas, di mana kekuatan tarik tinggi dan ketahanan deformasi sangat penting.
Kelebihan Baja 1075:
- Kekerasan Tinggi: Kandungan karbon berkontribusi pada tingkat kekerasan tinggi, menjadikannya cocok untuk alat pemotong dan aplikasi tahan aus.
- Ketahanan Aus yang Baik: Kemampuannya untuk menahan keausan membuatnya ideal untuk aplikasi seperti bilah pisau dan pegas.
- Pemrosesan Perlakuan Panas yang Serbaguna: Baja 1075 dapat diperlakukan panas untuk mencapai sifat mekanis yang diinginkan, meningkatkan kinerjanya dalam berbagai aplikasi.
Limitasi Baja 1075:
- Kerentan: Kandungan karbon yang lebih tinggi dapat menyebabkan peningkatan kerapuhan, terutama jika tidak diperlakukan panas dengan benar.
- Ketahanan Korosi Terbatas: Dibandingkan dengan baja tahan karat, baja 1075 memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah, yang dapat membatasi penggunaannya di lingkungan tertentu.
- Kesulitan Pemesinan: Kekerasan baja 1075 dapat membuatnya sulit untuk diproses, memerlukan alat dan teknik khusus.
Secara historis, baja 1075 telah digunakan dalam berbagai aplikasi, terutama dalam produksi pisau dan alat, karena keseimbangan kekerasan dan ketahanannya. Posisi pasar ini sudah mapan, terutama di antara produsen alat pemotong berkinerja tinggi.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Daerah Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | G10750 | USA | Setara terdekat dengan AISI 1075 |
| AISI/SAE | 1075 | USA | Umum digunakan untuk pembuatan alat |
| ASTM | A681 | USA | Spesifikasi untuk baja alat |
| EN | C75 | Italia | Sifat serupa tetapi mungkin memiliki aplikasi yang berbeda |
| JIS | S75C | Jepang | Perbedaan komposisi yang minor untuk diperhatikan |
Tabel di atas menggambarkan berbagai standar dan ekivalen untuk baja 1075. Perlu dicatat, meskipun kelas seperti C75 dan S75C mungkin memiliki sifat mekanis yang serupa, mereka dapat berbeda dalam aplikasi spesifik dan proses perlakuan panas, yang dapat mempengaruhi kinerja dalam penggunaan praktis.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0,70 - 0,80 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| Si (Silikon) | 0,15 - 0,40 |
| P (Fosfor) | ≤ 0,04 |
| S (Belerang) | ≤ 0,05 |
Elemen paduan utama dalam baja 1075 termasuk karbon, mangan, dan silikon. Karbon sangat penting untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan, sementara mangan meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan. Silikon berkontribusi pada deoksi selama proses pembuatan baja dan dapat meningkatkan kekuatan serta kekerasan.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Temper | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Diquenching & Ditemper | Suhu Ruang | 600 - 850 MPa | 87 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Leleh (offset 0,2%) | Diquenching & Ditemper | Suhu Ruang | 400 - 600 MPa | 58 - 87 ksi | ASTM E8 |
| Elongasi | Diquenching & Ditemper | Suhu Ruang | 10 - 15% | 10 - 15% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell C) | Diquenching & Ditemper | Suhu Ruang | 50 - 60 HRC | 50 - 60 HRC | ASTM E18 |
| Kekuatan Dampak | Diquenching & Ditemper | -20 °C | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Sifat mekanik dari baja 1075 menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketahanan tinggi. Kombinasi kekuatan tarik dan leleh yang tinggi, bersama dengan elongasi yang wajar, memungkinkan kinerja efektif di bawah beban mekanis. Nilai kekerasan menunjukkan kecocokannya untuk aplikasi tahan aus.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Kondutivitas Termal | Suhu Ruang | 45 W/m·K | 31 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Kalor Spesifik | Suhu Ruang | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0,0006 Ω·m | 0,00001 Ω·in |
Kepadatan dan titik leleh dari baja 1075 menunjukkan kekokohan dan kesesuaiannya untuk aplikasi suhu tinggi. Kondutivitas termal dan kapasitas kalor spesifik penting untuk aplikasi yang melibatkan siklus termal, karena mereka mempengaruhi cara bahan berperilaku di bawah perubahan suhu.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5% | 25 °C | Cukup | Risiko korosi pitting |
| Asam | 10% | 20 °C | Buruk | Tidak direkomendasikan untuk digunakan |
| Larutan Alkaline | 5% | 30 °C | Cukup | Ketahanan terbatas |
Baja 1075 menunjukkan ketahanan korosi yang terbatas, terutama di lingkungan dengan klorida dan kondisi asam. Kerentanannya terhadap korosi pitting di lingkungan klorida menjadi perhatian signifikan, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi laut. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 304 atau 316, ketahanan korosi baja 1075 secara signifikan lebih rendah, yang bisa menjadi faktor kritis dalam pemilihan bahan untuk aplikasi tertentu.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 300 °C | 572 °F | Cocok untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 400 °C | 752 °F | Ketahanan oksidasi terbatas |
| Suhu Skala | 600 °C | 1112 °F | Risiko skala pada suhu tinggi |
Pada suhu yang tinggi, baja 1075 dapat mempertahankan kekuatan dan kekerasannya hingga batas tertentu. Namun, paparan jangka panjang terhadap suhu tinggi dapat menyebabkan oksidasi dan skala, yang dapat mengkompromikan sifat mekaniknya. Perlakuan panas yang tepat dan perlindungan permukaan dapat mengurangi masalah ini.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Pemanasan awal disarankan |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Membutuhkan kontrol yang hati-hati |
| Stick | E7018 | Tidak ada | Perlakuan panas pasca pengelasan diperlukan |
Baja 1075 dapat dilas menggunakan berbagai metode, tetapi pemanasan awal sering disarankan untuk mengurangi risiko retak. Perlakuan panas pasca pengelasan juga dapat meningkatkan ketahanan sambungan las. Pemilihan logam pengisi dan gas pelindung yang hati-hati sangat penting untuk memastikan sambungan las yang kuat dan tahan lama.
Kemampuan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | Baja 1075 | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Pemesinan Relatif | 60 | 100 | Membutuhkan peralatan kecepatan tinggi |
| Kecepatan Potong Tipikal | 30-50 m/menit | 60-80 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Kemampuan pemesinan baja 1075 adalah sedang, memerlukan peralatan dan kecepatan potong tertentu untuk mencapai hasil optimal. Kekerasan bahan dapat menyebabkan keausan alat yang meningkat, sehingga memerlukan penggunaan alat baja kecepatan tinggi atau karbida.
Bentuknya
Baja 1075 menunjukkan kemampuan bentuk yang terbatas karena kandungan karbon yang lebih tinggi, yang dapat menyebabkan kerapuhan selama proses pembentukan dingin. Pembentukan panas lebih cocok, memungkinkan pembentukan yang lebih baik tanpa mengorbankan integritas bahan. Efek pengerasan kerja harus dipertimbangkan saat merancang bagian yang memerlukan pembengkokan atau pembentukan.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendam Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing | 700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F | 1-2 jam | Udara | Melunakkan, meningkatkan kemampuan pemesinan |
| Quenching | 800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F | 30 menit | Minyak atau Air | Mengeraskan, meningkatkan kekuatan |
| Tempering | 150 - 300 °C / 302 - 572 °F | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketahanan |
Proses perlakuan panas sangat mempengaruhi mikostruktur dan sifat baja 1075. Quenching meningkatkan kekerasan, sedangkan tempering mengurangi kerapuhan, memungkinkan keseimbangan antara kekuatan dan ketahanan. Memahami transformasi ini sangat penting untuk mencapai karakteristik kinerja yang diinginkan dalam aplikasi.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Pembuatan Alat | Bilah Pisau | Kekerasan tinggi, ketahanan aus | Penting untuk kinerja pemotongan |
| Otomotif | Pegas | Kekuatan tarik tinggi, ketahanan kelelahan | Kritikal untuk daya tahan di bawah beban |
| Aerospace | Komponen Gear Pendaratan | Kekuatan tinggi, ketahanan | Keamanan dan keandalan dalam aplikasi kritis |
Baja 1075 umum digunakan dalam aplikasi di mana kekuatan tinggi dan ketahanan aus sangat penting. Sifat-sifatnya menjadikannya ideal untuk pembuatan alat pemotong, pegas, dan komponen di industri otomotif dan aerospace. Pemilihan baja 1075 untuk aplikasi ini didorong oleh kemampuannya untuk mempertahankan kinerja dalam kondisi yang menuntut.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | Baja 1075 | AISI 1080 | AISI 4140 | Catatan Singkat Pro/Kon atau Pertukaran |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Kekerasan tinggi | Kekerasan lebih tinggi | Kekerasan lebih rendah | 1075 menawarkan keseimbangan antara kekuatan dan ketahanan |
| Aspek Korosi Utama | Cukup | Cukup | Bagus | 4140 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik |
| Kemampuan Pengelasan | Sedang | Sedang | Bagus | 4140 lebih mudah dilas dengan teknik yang tepat |
| Kemampuan Pemesinan | Sedang | Buruk | Bagus | 4140 lebih mudah diproses dibandingkan 1075 |
| Bentuk | Terbatas | Terbatas | Bagus | 4140 dapat dibentuk lebih mudah |
| Kira-kira Biaya Relatif | Sedang | Sedang | Lebih tinggi | Biaya bervariasi berdasarkan elemen paduan |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Kurang umum | 1075 tersedia luas untuk berbagai aplikasi |
Ketika memilih baja 1075, pertimbangan termasuk sifat mekaniknya, ketahanan korosinya, dan karakteristik fabrikasinya. Meskipun menawarkan kekerasan dan ketahanan aus yang luar biasa, keterbatasannya dalam ketahanan korosi dan kemampuan pemesinan harus dipertimbangkan dibandingkan dengan kebutuhan spesifik aplikasi tersebut. Biaya efektif dan ketersediaan baja 1075 menjadikannya pilihan populer di banyak industri, tetapi kelas alternatif mungkin lebih cocok tergantung pada kebutuhan spesifik proyek.