1112 Baja: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
1112 Steel adalah baja paduan karbon rendah yang termasuk dalam kategori baja karbon sedang. Baja ini terutama ditandai dengan komposisinya, yang mencakup jumlah mangan yang signifikan dan kandungan karbon yang rendah, biasanya sekitar 0,12%. Kelas baja ini sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan pemesinan yang baik dan kekuatan sedang, menjadikannya pilihan populer di berbagai sektor rekayasa.
Tinjauan Menyeluruh
1112 Steel diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon rendah, dengan elemen paduan utamanya adalah karbon (C), mangan (Mn), dan sejumlah kecil sulfur (S) serta fosfor (P). Kandungan karbon yang rendah berkontribusi pada ketangguhan dan kemampuan pembentukan yang sangat baik, sementara mangan meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan.
Karakteristik paling signifikan dari 1112 Steel meliputi:
- Kecepatan Pemesinan yang Baik: Kelas baja ini dikenal karena kemudahan pemesinannya, menjadikannya cocok untuk komponen presisi.
- Kekuatan Sedang: Walaupun tidak sekuat baja karbon tinggi, 1112 Steel memberikan kekuatan yang memadai untuk banyak aplikasi.
- Kemampuan Las: Dapat dilas menggunakan metode standar, meskipun pemanasan awal mungkin diperlukan untuk menghindari retak.
Kelebihan:
- Kecepatan pemesinan yang sangat baik memungkinkan produksi efisien bagian yang kompleks.
- Daya dukung dan ketangguhan yang baik membuatnya cocok untuk aplikasi beban dinamis.
- Biaya efektif karena kandungan karbon yang rendah dan kemudahan produksi.
Limitasi:
- Kekuatan yang lebih rendah dibandingkan dengan baja karbon tinggi membatasi penggunaannya dalam aplikasi dengan stres tinggi.
- Ketahanan aus yang berkurang dibandingkan dengan baja paduan dengan kandungan karbon yang lebih tinggi.
Secara historis, 1112 Steel telah signifikan dalam industri otomotif dan manufaktur, di mana sifat-sifatnya dimanfaatkan untuk memproduksi gear, poros, dan komponen lain yang membutuhkan kecepatan pemesinan yang baik dan kekuatan sedang.
Nama Alternatif, Standar, dan Padanan
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | G11120 | USA | Padanan terdekat dengan AISI 1112 |
| AISI/SAE | 1112 | USA | Penunjukan yang umum digunakan |
| ASTM | A108 | USA | Spesifikasi standar untuk batang baja karbon yang selesai dingin |
| EN | 1.1121 | Eropa | Perbedaan komposisi kecil yang perlu diperhatikan |
| JIS | S12C | Jepang | Sifat yang serupa tetapi standar pemrosesan yang berbeda |
Tabel di atas menyoroti berbagai penunjukan dan standar yang terkait dengan 1112 Steel. Yang perlu dicatat, meskipun G11120 dan AISI 1112 sering dianggap setara, perbedaan kecil dalam komposisi dan pemrosesan dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Misalnya, standar Eropa 1.1121 mungkin memiliki batasan yang lebih ketat pada kandungan sulfur, yang dapat mempengaruhi kecepatan pemesinan dan hasil permukaan.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0,10 - 0,15 |
| Mn (Mangan) | 0,60 - 0,90 |
| S (Sulfur) | ≤ 0,05 |
| P (Fosfor) | ≤ 0,04 |
Elemen paduan utama dalam 1112 Steel memainkan peran penting:
- Karbon (C): Memberikan kekuatan dan kekerasan dasar; namun, kandungan rendah memastikan ketangguhan yang baik.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan tarik, meningkatkan ketahanan aus.
- Sulfur (S): Ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan pemesinan tetapi harus dikontrol untuk menghindari kerapuhan.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Suhu | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Diamankan | Suhu Ruangan | 450 - 550 MPa | 65 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Loyo (offset 0,2%) | Diamankan | Suhu Ruangan | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Elongasi | Diamankan | Suhu Ruangan | 25 - 30% | 25 - 30% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Diamankan | Suhu Ruangan | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak (Charpy) | Diamankan | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Sifat mekanis dari 1112 Steel menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan sedang dan ketangguhan yang baik. Kekuatan tarik dan kekuatan loyo sangat memadai untuk banyak aplikasi rekayasa, sementara elongasi menunjukkan kemampuan pembentukan yang baik. Kekuatan impak pada suhu rendah menunjukkan bahwa ia dapat menahan beban dinamis tanpa retak.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruangan | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Titik Leleh/Rentang | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruangan | 50 W/m·K | 29 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruangan | 0,46 kJ/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruangan | 0,0006 Ω·m | 0,00002 Ω·in |
Kepadatan 1112 Steel menunjukkan bahwa ini adalah material yang relatif berat, yang merupakan hal biasa untuk baja. Titik lelehnya menunjukkan stabilitas termal yang baik, sementara konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik menunjukkan bagaimana ia akan berperilaku di bawah beban termal. Resistivitas listrik yang rendah menjadikannya cocok untuk aplikasi di mana konduktivitas listrik menjadi pertimbangan.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | Beragam | Lingkungan | Baik | Rentan terhadap pitting |
| Asam | Beragam | Lingkungan | Buruk | Tidak direkomendasikan |
| Alkali | Beragam | Lingkungan | Baik | Umumnya tahan |
| Atmosferik | - | Lingkungan | Baik | Memerlukan lapisan pelindung |
1112 Steel menunjukkan ketahanan korosi yang sedang. Ini rentan terhadap pitting di lingkungan klorida, yang bisa menjadi perhatian signifikan dalam aplikasi laut. Dalam kondisi asam, menunjukkan ketahanan yang buruk, membuatnya tidak cocok untuk lingkungan pemrosesan kimia. Namun, kinerjanya cukup baik dalam kondisi alkali, yang dapat bermanfaat dalam aplikasi tertentu.
Jika dibandingkan dengan grade baja lainnya, seperti AISI 1018 dan 4140, ketahanan korosi 1112 Steel biasanya lebih rendah karena kandungan aloy yang lebih sedikit. AISI 4140, misalnya, memiliki kemampuan pengerasan dan ketahanan aus yang lebih baik, membuatnya lebih cocok untuk aplikasi yang terpapar lingkungan keras.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 400 °C | 752 °F | Di luar ini, sifat-sifat memburuk |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 500 °C | 932 °F | Hanya untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Pengelupasan | 600 °C | 1112 °F | Risiko oksidasi pada suhu ini |
Pada suhu tinggi, 1112 Steel mempertahankan sifat mekaniknya hingga sekitar 400 °C (752 °F). Di luar ini, baja mungkin mengalami pengurangan kekuatan dan ketangguhan. Suhu pengelupasan menunjukkan titik di mana oksidasi menjadi perhatian, perlu lapisan pelindung atau lingkungan terkontrol dalam aplikasi suhu tinggi.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Las
| Proses Pengelasan | Metal Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Penyaring Perisai yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Baik untuk pengelasan umum |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Cocok untuk bagian tipis |
| Stick | E7018 | - | Memerlukan pemanasan awal |
1112 Steel umumnya dianggap dapat dilas menggunakan proses standar seperti pengelasan MIG, TIG, dan stick. Pemanasan awal mungkin diperlukan untuk mencegah retak, terutama pada bagian yang lebih tebal. Pemilihan metal pengisi dapat mempengaruhi sifat akhir las, dan harus hati-hati untuk mencocokkan pengisi dengan material dasar.
Kecepatan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | 1112 Steel | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kecepatan Pemesinan Relatif | 100 | 150 | 1212 lebih mudah diproses |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Putaran) | 30 m/menit | 45 m/menit | Sesuaikan untuk aus alat |
1112 Steel menawarkan kecepatan pemesinan yang baik, meskipun tidak sebaik AISI 1212, yang dirancang khusus untuk pemesinan tinggi. Kecepatan pemotongan yang optimal dan alat pemotong harus dipilih untuk memastikan pemesinan yang efisien sambil meminimalkan aus alat.
Kemampuan Pembentukan
1112 Steel menunjukkan kemampuan pembentukan yang baik, menjadikannya cocok untuk proses pembentukan dingin dan panas. Ini dapat dibengkokkan dan dibentuk tanpa risiko retak yang signifikan, meskipun kehati-hatian harus diambil untuk jari-jari bengkok untuk menghindari pengerasan akibat kerja.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing | 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F | 1 - 2 jam | Udara | Meningkatkan ketangguhan dan mengurangi kekerasan |
| Quenching | 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F | 30 menit | Minyak atau Air | Meningkatkan kekerasan dan kekuatan |
| Tempering | 400 - 600 °C / 752 - 1112 °F | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan |
Proses perlakuan panas seperti annealing, quenching, dan tempering dapat secara signifikan mengubah mikrostruktur dan sifat 1112 Steel. Annealing meningkatkan ketangguhan, sedangkan quenching meningkatkan kekerasan. Tempering sering dilakukan untuk meredakan stres dan meningkatkan ketangguhan setelah quenching.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan untuk Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Otomotif | Gear | Kecepatan pemesinan yang baik, kekuatan sedang | Produksi yang biaya efektif |
| Manufaktur | Poros | Daya dukung, ketangguhan | Sesuai untuk beban dinamis |
| Aerospace | Braket | Ringan, kekuatan sedang | Perimbangan berat dan kekuatan |
Di sektor otomotif, 1112 Steel sering digunakan untuk gear karena kecepatan pemesinan yang sangat baik dan kekuatan yang sedang. Dalam manufaktur, digunakan untuk poros yang memerlukan daya dukung dan ketangguhan yang baik untuk menahan beban dinamis. Dalam aplikasi aerospace, dipilih untuk braket di mana perimbangan antara berat dan kekuatan adalah krusial.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | 1112 Steel | AISI 1018 | AISI 4140 | Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanis Kunci | Kekuatan Sedang | Kekuatan Lebih Rendah | Kekuatan Lebih Tinggi | 4140 lebih baik untuk aplikasi dengan stres tinggi |
| Aspek Korosi Kunci | Baik | Baik | Baik | 1018 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik |
| Kemampuan Las | Baik | Sangat Baik | Baik | 4140 memerlukan pemanasan awal untuk pengelasan |
| Kecepatan Pemesinan | Baik | Sangat Baik | Baik | 1018 lebih mudah diproses |
| Kemampuan Pembentukan | Baik | Baik | Baik | 4140 kurang mudah dibentuk |
| Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Rendah | Tinggi | Biaya bervariasi dengan kandungan aloy |
| Ketersediaan Tipikal | Tinggi | Tinggi | Sedang | 1018 mudah ditemukan |
Ketika memilih 1112 Steel, pertimbangan mencakup cost-effectiveness dan ketersediaannya dibandingkan dengan alternatif seperti AISI 1018 dan AISI 4140. Meskipun 1112 Steel menawarkan kecepatan pemesinan yang baik dan kekuatan sedang, mungkin tidak cocok untuk aplikasi dengan stres tinggi di mana 4140 lebih disukai. Selain itu, ketahanan korosinya tidak sekuat AISI 1018, membuatnya kurang ideal untuk lingkungan tertentu.
Singkatnya, 1112 Steel adalah baja paduan karbon rendah yang serbaguna yang unggul dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan pemesinan yang baik dan kekuatan sedang. Sifat-sifatnya menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi rekayasa, meskipun perhatian cermat terhadap keterbatasannya sangat penting untuk kinerja optimal.