1215 Baja: Sifat dan Aplikasi Utama Dijelaskan
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
1215 Steel adalah baja paduan karbon rendah yang dikenal karena kemampuan pemesinan yang sangat baik dan sifat mekanik yang baik. Diklasifikasikan sebagai baja karbon sedang, biasanya mengandung sekitar 0,12% hingga 0,15% karbon, bersama dengan jumlah mangan dan sulfur yang signifikan. Kehadiran elemen paduan ini meningkatkan kemudahan kerja dan kinerja keseluruhan dalam berbagai aplikasi.
Ikhtisar Komprehensif
1215 Steel secara utama digunakan dalam aplikasi yang memerlukan pemesinan kecepatan tinggi dan komponen presisi. Kandungan karbon yang rendah menyumbang pada kelenturan dan ketangguhannya, sementara penambahan mangan meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan. Sulfur ditambahkan secara sengaja untuk meningkatkan kemampuan pemesinan, menjadikan 1215 Steel sebagai pilihan yang disukai untuk memproduksi komponen rumit dengan toleransi ketat.
Karakteristik Utama:
- Kemampuan Pemesinan: Salah satu fitur unggulan dari 1215 Steel adalah kemampuan pemesinannya yang luar biasa, seringkali diakui sebagai salah satu baja yang paling mudah diproses.
- Kekuatan dan Kelenturan: Menawarkan keseimbangan yang baik antara kekuatan dan kelenturan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi mekanik.
- Penyelesaian Permukaan: Baja ini dapat mencapai penyelesaian permukaan yang halus, yang sangat penting untuk komponen estetika dan fungsional.
Keuntungan:
- Kemampuan pemesinan yang sangat baik memungkinkan laju produksi yang lebih cepat dan mengurangi keausan alat.
- Sifat mekanik yang baik menjadikannya serbaguna untuk berbagai aplikasi.
- Efektif biaya dibandingkan dengan baja paduan yang lebih tinggi.
Batasan:
- Kemampuan pengerasan yang terbatas dibandingkan dengan baja karbon tinggi.
- Tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan aus tinggi atau kekuatan ekstrem.
Secara historis, 1215 Steel telah signifikan dalam sektor otomotif dan mesin, di mana presisi dan efisiensi sangat penting. Posisi pasarnya tetap kuat karena sifatnya yang menguntungkan dan efektivitas biayanya.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekuivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kualitas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | G12150 | USA | Ekuivalen terdekat dengan AISI 1215 |
| AISI/SAE | 1215 | USA | Penunjukan yang umum digunakan |
| ASTM | A108 | USA | Spesifikasi standar untuk batang baja karbon yang selesai dingin |
| EN | 1.0718 | Eropa | Perbedaan komposisi minor yang perlu diperhatikan |
| JIS | S15C | Jepang | Sifat serupa, tetapi dengan kandungan sulfur yang berbeda |
Tabel di atas menyoroti berbagai standar dan ekuivalen untuk 1215 Steel. Perlu dicatat, meskipun kualitas seperti S15C dan 1.0718 mungkin tampak serupa, mereka dapat berbeda dalam kandungan sulfur dan elemen paduan lainnya, yang dapat mempengaruhi kemampuan pemesinan dan kinerja keseluruhan dalam aplikasi tertentu.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.12 - 0.15 |
| Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
| S (Sulfur) | 0.15 - 0.30 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.04 |
| Fe (Besi) | Balance |
Elemen paduan utama dalam 1215 Steel memainkan peran penting:
- Karbon (C): Menyediakan kekuatan dan kekerasan; namun, kandungan karbon yang rendah membatasi kemampuan pengerasan.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kekuatan dan kemampuan pengerasan, berkontribusi pada peningkatan sifat mekanik.
- Sulfur (S): Meningkatkan kemampuan pemesinan, memungkinkan pemotongan dan pembentukan yang lebih mudah selama proses pembuatan.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Temperatur Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Metri) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Diannealed | Suhu Ruangan | 450 - 550 MPa | 65 - 80 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Luluh (offset 0.2%) | Diannealed | Suhu Ruangan | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| Perpanjangan | Diannealed | Suhu Ruangan | 20 - 30% | 20 - 30% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Diannealed | Suhu Ruangan | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Dampak | Charpy (pada -20°C) | -20°C | 20 - 30 J | 15 - 22 ft-lbf | ASTM E23 |
Sifat mekanik dari 1215 Steel menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban sedang dan di mana kemudahan pemesinan sangat penting. Kekuatan tarik dan luluhnya memberikan kinerja yang memadai dalam aplikasi struktural, sementara perpanjangannya menunjukkan kelenturan yang baik, memungkinkan deformasi tanpa patah.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metri) | 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 | 34.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruangan | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruangan | 0.00065 Ω·m | 0.00038 Ω·in |
Sifat fisik utama seperti kepadatan dan konduktivitas termal penting untuk aplikasi di mana berat dan penghilangan panas sangat penting. Kepadatan 1215 Steel menjadikannya cocok untuk komponen ringan, sementara konduktivitas termalnya memungkinkan transfer panas yang efektif dalam aplikasi seperti komponen mesin otomotif.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5 | 25°C/77°F | Baik | Risiko korosi pitting |
| Asam Sulfat | 10 | 25°C/77°F | Buruk | Tidak dianjurkan |
| Natrium Hidroksida | 5-10 | 25°C/77°F | Baik | Resistensi sedang |
1215 Steel menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan dengan klorida, di mana ia dapat rentan terhadap pitting. Kinerjanya dalam kondisi asam dan basa terbatas, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi yang terpapar bahan kimia yang keras. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 304 atau 316, ketahanan korosi 1215 Steel jauh lebih rendah, yang merupakan pertimbangan kritis dalam memilih bahan untuk lingkungan tertentu.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Catatan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Berkelanjutan Maks | 300°C | 572°F | Cocok untuk suhu sedang |
| Suhu Layanan Seling Maks | 400°C | 752°F | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Pengelupasan | 600°C | 1112°F | Risiko oksidasi pada suhu lebih tinggi |
Pada suhu tinggi, 1215 Steel mempertahankan sifat mekaniknya hingga batas tertentu tetapi dapat mengalami oksidasi dan pengelupasan di atas 600°C. Ini membatasi penggunaannya dalam aplikasi suhu tinggi, di mana bahan seperti baja alat atau paduan suhu tinggi akan lebih sesuai.
Sifat Fabricasi
Kelayakan Las
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Campuran Argon/CO2 | Preheat mungkin diperlukan |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Baik untuk bagian tipis |
| Stick | E7018 | Tidak berlaku | Membutuhkan penanganan yang hati-hati |
1215 Steel umumnya dapat dilas, tetapi harus berhati-hati untuk menghindari retakan akibat kandungan sulfur. Pemanasan awal sebelum pengelasan dapat membantu mengurangi risiko ini. Pemilihan logam pengisi sangat penting untuk memastikan kompatibilitas dan mempertahankan sifat mekanik di zona las.
Kemampuan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | [1215 Steel] | AISI 1212 | Catatan/Tip |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Pemesinan Relatif | 100 | 90 | 1215 lebih mudah diproses |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal | 30 m/menit | 25 m/menit | Kecepatan lebih tinggi mengurangi keausan alat |
Indeks kemampuan pemesinan 1215 Steel lebih tinggi dibandingkan AISI 1212, menjadikannya pilihan yang disukai untuk pemesinan presisi. Kecepatan pemotongan optimal dan alat dapat lebih meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya.
Formabilitas
1215 Steel menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan proses pembentukan dingin dan panas. Kandungan karbon yang rendah menyumbang pada kemampuannya untuk dibentuk tanpa retak. Namun, harus berhati-hati dengan radius pembengkokan untuk menghindari pengerasan, yang dapat menyebabkan cacat.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Peregangan | 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F | 1 - 2 jam | Udara | Meningkatkan kelenturan dan mengurangi kekerasan |
| Normalisasi | 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F | 1 - 2 jam | Udara | Memperhalus struktur butir |
| Quenching | 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F | 30 menit | Minyak atau Air | Meningkatkan kekerasan |
Proses perlakuan panas seperti peregangan dan normalisasi dapat secara signifikan mengubah mikrostruktur 1215 Steel, meningkatkan kelenturan dan ketangguhannya. Quenching dapat meningkatkan kekerasan tetapi dapat menyebabkan kerapuhan jika tidak dipanaskan dengan tepat.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Otomotif | Gigi presisi | Kemampuan pemesinan yang sangat baik, kekuatan yang baik | Pemesinan kecepatan tinggi |
| Mesin | Shaft dan axle | Kelenturan yang baik, penyelesaian permukaan | Toleransi ketat |
| Pengikat | Baut dan sekrup | Efektif biaya, sifat mekanik yang baik | Produksi massal |
1215 Steel umum digunakan di sektor otomotif dan mesin, terutama untuk komponen yang memerlukan presisi tinggi dan kemampuan pemesinan yang sangat baik. Efektivitas biayanya menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi produksi massal.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | 1215 Steel | AISI 4140 | AISI 1018 | Catatan Pro/Kon atau Perdagangan Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Sedang | Tinggi | Rendah | 1215 menawarkan keseimbangan sifat |
| Aspek Korosi Utama | Baik | Baik | Buruk | 1215 kurang tahan dibandingkan 4140 |
| Kelayakan Las | Baik | Baik | Hebat | 1215 membutuhkan perhatian dalam pengelasan |
| Kemampuan Pemesinan | Hebat | Baik | Baik | 1215 lebih mudah diproses |
| Formabilitas | Baik | Baik | Baik | 1215 dapat dibentuk dengan mudah |
| Biaya Relatif Perkiraan | Rendah | Sedang | Rendah | Efektif biaya untuk bagian presisi |
| Ketersediaan Tipikal | Tinggi | Sedang | Tinggi | Tersedia secara luas dalam berbagai bentuk |
Ketika memilih 1215 Steel, pertimbangan mencakup kemampuan pemesinan, efektivitas biaya, dan kecocokan untuk aplikasi tertentu. Meskipun unggul dalam pemesinan dan pembentukan, keterbatasannya dalam ketahanan korosi dan kemampuan pengerasan harus dievaluasi dengan hati-hati sesuai dengan kebutuhan proyek. Selain itu, ketersediaannya dalam berbagai bentuk menjadikannya pilihan praktis untuk banyak aplikasi teknik.
Secara ringkas, 1215 Steel tetap menjadi bahan yang berharga dalam landscape rekayasa, terutama untuk aplikasi di mana presisi dan kemampuan pemesinan sangat penting. Sifat-sifat uniknya dan keunggulan biaya menjadikannya pilihan utama bagi produsen di berbagai industri.