10B22 Baja: Sifat dan Aplikasi Utama

10B22 adalah baja paduan karbon menengah yang termasuk dalam kategori baja paduan rendah. Ia terutama ditandai oleh komposisinya, yang mencakup jumlah karbon yang signifikan (sekitar 0,20% hingga 0,25%) dan persentase kecil boron (sekitar 0,001% hingga 0,003%). Kehadiran boron meningkatkan kemampuan pengerasan, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi rekayasa.

Ikhtisar Komprehensif

Elemen paduan utama dalam baja 10B22 termasuk karbon, mangan, dan boron. Karbon sangat penting untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan, sementara mangan meningkatkan ketangguhan dan kemampuan pengerasan. Boron, meskipun ada dalam jumlah kecil, secara signifikan meningkatkan kemampuan pengerasan baja, memungkinkan untuk mencapai tingkat kekuatan yang lebih tinggi melalui proses perlakuan panas.

Karakteristik Utama:
- Kekuatan dan Kekerasan: 10B22 menunjukkan kekuatan tarik dan kekerasan yang baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tahan.
- Kelasan: Kelas baja ini memiliki kelasan yang sedang, yang dapat ditingkatkan dengan pemanasan awal dan perlakuan panas pasca pengelasan yang tepat.
- Ketahanan Pemesinan: Menawarkan pemesinan yang adil, meskipun harus diperhatikan untuk menghindari pengerasan kerja selama operasi pemesinan.

Keuntungan:
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi.
- Peningkatan kemampuan pengerasan karena kandungan boron.
- Ketahanan aus yang baik.

Limitasi:
- Ketahanan korosi yang terbatas dibandingkan dengan baja tahan karat.
- Memerlukan penanganan yang hati-hati saat pengelasan untuk menghindari retak.

Secara historis, 10B22 telah digunakan dalam berbagai aplikasi, terutama di sektor otomotif dan mesin, di mana sifat mekaniknya dapat dimanfaatkan sepenuhnya.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	G10200	USA	Ekivalen terdekat dengan AISI 1020
AISI/SAE	1020	USA	Perbedaan komposisi minor
ASTM	A29/A29M	USA	Spesifikasi umum untuk baja karbon
EN	1.0402	Eropa	Ekivalen dengan 10B22 dengan variasi kecil
JIS	S20C	Jepang	Sifat serupa tetapi aplikasi berbeda

Perbedaan antara kelas-kelas ini dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu, seperti kelasan dan kemampuan pengerasan.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0,20 - 0,25
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
B (Boron)	0,001 - 0,003
Si (Silikon)	0,15 - 0,40
P (Fosfor)	≤ 0,04
S (Belerang)	≤ 0,05

Peran utama karbon dalam baja 10B22 adalah untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik. Mangan berkontribusi pada peningkatan ketangguhan dan kemampuan pengerasan, sedangkan boron secara signifikan meningkatkan kemampuan pengerasan, memungkinkan kinerja yang lebih baik dalam kondisi perlakuan panas.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dijadikan	Suhu Ruang	490 - 620 MPa	71 - 90 ksi	ASTM E8
Kekuatan Sema (0,2% offset)	Dijadikan	Suhu Ruang	310 - 450 MPa	45 - 65 ksi	ASTM E8
Panjang Berenang	Dijadikan	Suhu Ruang	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Kekerasan (Brinell)	Dijadikan	Suhu Ruang	150 - 200 HB	150 - 200 HB	ASTM E10
Kekuatan Bentur (Charpy)	Suhu Ruang	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi sifat mekanik ini membuat baja 10B22 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan yang baik, terutama dalam kondisi beban dinamis.

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
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	50 W/m·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in

Kepadatan dan titik leleh baja 10B22 menunjukkan kekuatannya, sedangkan konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan proses perlakuan panas.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Atmosferik	-	-	Baik	Rentan terhadap karat
Klorida	3-5	25-60 °C (77-140 °F)	Buruk	Risiko pitting
Asam	10-20	20-50 °C (68-122 °F)	Buruk	Tidak direkomendasikan

Baja 10B22 menunjukkan ketahanan yang baik terhadap korosi atmosferik tetapi rentan terhadap pitting di lingkungan klorida dan berkinerja buruk dalam kondisi asam. Dibandingkan dengan baja tahan karat seperti 304 atau 316, yang menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, 10B22 kurang cocok untuk lingkungan di mana korosi merupakan perhatian utama.

Ketahanan Panas

Sifat/Batasan	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	400 °C	752 °F	Cocok untuk suhu sedang
Suhu Layanan Intermiten Maks	500 °C	932 °F	Paparan jangka pendek saja
Suhu Skala	600 °C	1112 °F	Risiko oksidasi lebih dari suhu ini

Pada suhu yang lebih tinggi, baja 10B22 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Pertimbangan hati-hati diperlukan untuk aplikasi yang melibatkan paparan berkepanjangan pada suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Kelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Pupuk Pelindung Tipikal	Catatan
MIG	ER70S-6	Argon + CO2	Pemanasan awal disarankan
TIG	ER70S-2	Argon	Pemanasan pasca pengelasan disarankan

Baja 10B22 dapat dilas menggunakan proses umum seperti MIG dan TIG. Pemanasan awal sering disarankan untuk meminimalkan risiko retak, dan perlakuan panas pasca pengelasan dapat meningkatkan sifat mekanik dari las.

Ketahanan Pemesinan

Parameter Pemesinan	[Baja 10B22]	[AISI 1212]	Catatan/Tips
Indeks Ketahanan Pemesinan Relatif	60%	100%	Ketahanan pemesinan sedang
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pembubutan)	30 m/menit	60 m/menit	Sesuaikan berdasarkan alat pemotong

Ketahanan pemesinan sedang, dan penggunaan alat pemotong dan kecepatan yang sesuai sangat penting untuk menghindari pengerasan kerja.

Formabilitas

Baja 10B22 menunjukkan formabilitas yang baik dalam kondisi dingin dan panas. Ia dapat ditekuk dan dibentuk dengan alat yang sesuai, meskipun harus diperhatikan untuk menghindari pengerasan kerja yang berlebihan.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Rendam Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Primer / Hasil yang Diharapkan
Peleburan	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 jam	Udara	Pemulusan, peningkatan duktilitas
Penempaan	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 menit	Minyak atau Air	Pengerasan
Penyiapan	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur baja 10B22, meningkatkan sifat mekaniknya dan menyesuaikan untuk aplikasi tertentu.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Otomotif	Roda gigi dan poros	Kekuatan tinggi, ketahanan aus	Daya tahan di bawah beban
Mesin	Komponen struktural	Ketangguhan, ketahanan pemesinan	Kemudahan fabrikasi
Konstruksi	Pengikat	Kekuatan, kekerasan	Keandalan dalam perakitan

• Aplikasi lainnya termasuk:
• Peralatan pertanian
• Perkakas dan cetakan
• Komponen rekayasa umum

10B22 sering dipilih karena keseimbangan antara kekuatan dan ketangguhan, menjadikannya ideal untuk komponen yang dikenai beban dinamis.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	[Baja 10B22]	[AISI 1045]	[AISI 4140]	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanik Kunci	Kekuatan sedang	Kekuatan lebih tinggi	Ketangguhan lebih tinggi	10B22 lebih hemat biaya
Aspek Korosi Kunci	Baik	Baik	Baik	10B22 kurang tahan korosi
Kelasan	Sedang	Baik	Baik	10B22 memerlukan pemanasan awal
Ketahanan Pemesinan	Sedang	Baik	Baik	10B22 lebih mudah diproduksi
Formabilitas	Baik	Buruk	Buruk	10B22 dapat dibentuk dengan mudah
Kira-kira Biaya Relatif	Sedang	Sedang	Lebih tinggi	10B22 hemat biaya
Ketersediaan Tipikal	Umum	Umum	Kurang umum	10B22 tersedia secara luas

Ketika memilih baja 10B22, pertimbangan termasuk hemat biaya, ketersediaan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu. Meskipun mungkin tidak cocok dengan ketahanan korosi baja paduan yang lebih tinggi, sifat mekaniknya membuatnya menjadi pilihan yang andal untuk banyak aplikasi rekayasa.

Secara ringkas, baja 10B22 adalah baja paduan karbon menengah yang serbaguna yang menggabungkan kekuatan, ketangguhan, dan pemesinan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi di berbagai industri.