17-22A Baja: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
17-22A Steel adalah baja paduan karbon sedang yang terutama diklasifikasikan sebagai baja paduan rendah. Ini mengandung komposisi seimbang dari karbon, mangan, dan silikon, yang berkontribusi pada kekuatan dan ketangguhannya. Elemen paduan utama dalam baja 17-22A termasuk karbon (C), mangan (Mn), dan silikon (Si), dengan tambahan kecil kromium (Cr) dan nikel (Ni) untuk meningkatkan sifat tertentu.
Ikhtisar Komprehensif
Baja 17-22A terkenal karena sifat mekaniknya yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Kandungan karbon sedang memberikan keseimbangan yang baik antara kekuatan dan duktilitas, memungkinkan penggunaan yang efektif dalam komponen struktural yang memerlukan ketangguhan dan kemampuan untuk menahan stres. Kehadiran mangan meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan aus, sementara silikon meningkatkan kekuatan baja dan ketahanan terhadap oksidasi.
Kelebihan:
- Kekuatan Tinggi: Kandungan karbon sedang memungkinkan kekuatan tarik yang tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang menanggung beban.
- Ketangguhan Baik: Mempertunjukkan ketahanan benturan yang baik, yang sangat penting dalam kondisi beban dinamis.
- Keserbagunaan: 17-22A dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk otomotif, konstruksi, dan mesin.
Batasan:
- Kemampuan Las: Meskipun dapat dilas, hati-hati harus diambil untuk menghindari retak karena kandungan karbonnya.
- Ketahanan Korosi: Dibandingkan dengan baja tahan karat, 17-22A memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah, yang mungkin membatasi penggunaannya di lingkungan yang sangat korosif.
Secara historis, baja 17-22A telah digunakan dalam aplikasi di mana kombinasi kekuatan dan ketangguhan diperlukan, seperti dalam pembuatan roda gigi, poros, dan komponen struktural. Posisi pasarnya tetap kuat karena keseimbangan sifat dan biaya-efektifnya.
Nama Alternatif, Standar, dan Kesetaraan
Organisasi Standar | Deskripsi/Kelas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Keterangan |
---|---|---|---|
UNS | G10420 | USA | Setara terdekat dengan AISI 1045 |
AISI/SAE | 1045 | USA | Perbedaan komposisional minor |
ASTM | A36 | USA | Digunakan untuk aplikasi baja struktural |
EN | S235JR | Eropa | Sifat mekanik serupa tetapi kandungan karbon lebih rendah |
DIN | C45 | Jerman | Sebanding tetapi dengan elemen paduan yang berbeda |
JIS | S45C | Jepang | Sifat serupa, sering digunakan dalam aplikasi otomotif |
Perbedaan antara kelas setara ini dapat mempengaruhi kinerja secara signifikan. Misalnya, sementara AISI 1045 dan 17-22A memiliki kandungan karbon yang serupa, keberadaan elemen paduan tambahan dalam 17-22A dapat meningkatkan ketangguhan dan ketahanan ausnya, membuatnya lebih cocok untuk aplikasi tertentu.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
---|---|
C (Karbon) | 0.17 - 0.22 |
Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
Si (Silikon) | 0.15 - 0.40 |
Cr (Krom) | 0.00 - 0.25 |
Ni (Nikel) | 0.00 - 0.25 |
Peran utama dari elemen paduan kunci dalam baja 17-22A adalah sebagai berikut:
- Karbon (C): Meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui perlakuan panas.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketangguhan, memperbaiki ketahanan aus.
- Silikon (Si): Meningkatkan kekuatan dan ketahanan oksidasi, berkontribusi pada daya tahan keseluruhan.
Sifat Mekanik
Sifat | Kondisi/Temper | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
---|---|---|---|---|
Kekuatan Tarik | Dikendalikan | 600 - 700 MPa | 87 - 102 ksi | ASTM E8 |
Kekuatan Leleh (offset 0.2%) | Dikendalikan | 350 - 450 MPa | 51 - 65 ksi | ASTM E8 |
Peregangan | Dikendalikan | 15 - 20% | 15 - 20% | ASTM E8 |
Kekerasan (Brinell) | Dikendalikan | 160 - 190 HB | 160 - 190 HB | ASTM E10 |
Kekuatan Benturan | Charpy V-notch, -20°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi sifat mekanik ini membuat baja 17-22A sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketangguhan, seperti dalam komponen mesin dan aplikasi struktural. Kekuatan leleh dan kekuatan tarik menunjukkan kemampuannya untuk menahan beban signifikan, sementara persentase peregangan mencerminkan duktilitasnya, memungkinkan untuk deformasi tanpa retak.
Sifat Fisik
Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
---|---|---|---|
Kepadatan | Suhu Ruang | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
Titik Lebur | - | 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 | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.0000015 Ω·m | 0.0000009 Ω·in |
Sifat fisik kunci seperti kepadatan dan titik lebur sangat signifikan untuk aplikasi yang melibatkan lingkungan suhu tinggi atau di mana pertimbangan berat sangat penting. Konduktivitas termal menunjukkan seberapa baik baja dapat menghilangkan panas, yang vital dalam aplikasi yang melibatkan siklus termal.
Ketahanan Korosi
Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
---|---|---|---|---|
Chlorida | 3-5% | 20-60°C / 68-140°F | Baik | Risiko pembentukan lubang |
Asam Sulfat | 10% | 20°C / 68°F | Poor | Tidak direkomendasikan |
Natrium Hidroksida | 5% | 20°C / 68°F | Baik | Ketahanan sedang |
Atmosferik | - | - | Baik | Rentan terhadap karat |
Baja 17-22A menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama dalam kondisi atmosfer. Namun, ia rentan terhadap korosi lubang dalam lingkungan chloride dan tidak boleh digunakan dalam aplikasi yang melibatkan asam kuat seperti asam sulfat. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 304 atau 316, ketahanan korosi 17-22A jauh lebih rendah, membuatnya kurang cocok untuk aplikasi laut atau yang sangat korosif.
Ketahanan Panas
Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
---|---|---|---|
Max Suhu Layanan Kontinu | 400°C | 752°F | Cocok untuk paparan yang berkepanjangan |
Max Suhu Layanan Intermiten | 500°C | 932°F | Hanya untuk paparan jangka pendek |
Suhu Pembakaran | 600°C | 1112°F | Risiko oksidasi di atas suhu ini |
Pertimbangan Kekuatan Creeping | 400°C | 752°F | Mulai terdegradasi pada suhu ini |
Pada suhu tinggi, baja 17-22A mempertahankan kekuatan dan ketangguhannya hingga sekitar 400°C (752°F). Di atas suhu ini, risiko oksidasi meningkat, dan material mungkin mulai kehilangan sifat mekaniknya. Ini membuatnya cocok untuk aplikasi yang melibatkan paparan panas sedang tetapi tidak untuk lingkungan suhu tinggi di mana ketahanan creep sangat penting.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Las
Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Perlindungan Tipikal | Catatan |
---|---|---|---|
MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Panas awal direkomendasikan |
TIG | ER70S-2 | Argon | Perlakuan panas pasca-weld mungkin diperlukan |
Stick | E7018 | - | Memerlukan kontrol yang hati-hati untuk menghindari retak |
Baja 17-22A dapat dilas menggunakan berbagai proses, termasuk pengelasan MIG dan TIG. Namun, pemanasan awal sering direkomendasikan untuk meminimalkan risiko retak karena kandungan karbon sedangnya. Perlakuan panas pasca-lasan juga mungkin diperlukan untuk meredakan stres dan meningkatkan sifat lasan.
Kemampuan Mesin
Parameter Pemesinan | [Baja 17-22A] | [AISI 1212] | Catatan/Tips |
---|---|---|---|
Indeks Kemampuan Pemesinan Relatif | 70 | 100 | Kemampuan pemesinan sedang |
Kecepatan Pemotongan Tipikal | 30 m/menit | 50 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Baja 17-22A memiliki kemampuan pemesinan sedang, menjadikannya cocok untuk operasi pemesinan tetapi memerlukan pertimbangan hati-hati terhadap kecepatan pemotongan dan alat. Menggunakan alat karbida dapat meningkatkan kinerja dan memperpanjang umur alat.
Formabilitas
Baja 17-22A menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan untuk proses pembentukan dingin dan panas. Ini dapat dibengkokkan dan dibentuk tanpa risiko signifikan retak, meskipun perlu diperhatikan untuk menghindari pengerasan kerja yang berlebihan. Radius bengkok minimum harus dipertimbangkan selama operasi pembentukan untuk mencegah kegagalan.
Perlakuan Panas
Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Perendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
---|---|---|---|---|
Pemanasan | 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F | 1 - 2 jam | Udara atau air | Melunakkan, meningkatkan duktilitas |
Pendinginan | 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F | 30 menit | Minyak atau air | Mengeraskan, meningkatkan kekuatan |
Tempering | 400 - 600 °C / 752 - 1112 °F | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan |
Proses perlakuan panas untuk baja 17-22A mempengaruhi mikrostrukturnya dan sifat-sifatnya secara signifikan. Pemanasan melunakkan baja, membuatnya lebih mudah untuk dikerjakan, sementara pendinginan meningkatkan kekerasan. Tempering sangat penting untuk meredakan stres dan meningkatkan ketangguhan setelah pengerasan.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
---|---|---|---|
Otomotif | Roda gigi | Kekuatan tinggi, ketangguhan | Aplikasi yang menanggung beban |
Konstruksi | I-beam struktural | Kekuatan, duktilitas | Integritas struktural |
Mesin | Poros | Ketahanan aus, ketangguhan | Daya tahan di bawah stres |
Aplikasi lain termasuk:
* - Pembuatan poros dan poros engkol.
* - Produksi pengikat dan perangkat keras.
* - Penggunaan dalam komponen mesin pertanian.
Baja 17-22A dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan yang baik antara kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pemesinan, menjadikannya ideal untuk komponen yang harus menahan beban mekanis yang signifikan.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
Fitur/Sifat | [Baja 17-22A] | [AISI 1045] | [AISI 4140] | Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat |
---|---|---|---|---|
Sifat Mekanik Kunci | Kekuatan sedang | Kekuatan tinggi | Kekuatan tinggi | 17-22A menawarkan keseimbangan sifat |
Aspek Korosi Kunci | Baik | Poor | Baik | 17-22A lebih serbaguna daripada 1045 |
Kemampuan Las | Sedang | Baik | Baik | 17-22A memerlukan pemanasan awal |
Kemampuan Mesin | Sedang | Baik | Baik | 17-22A lebih mudah diproses daripada 4140 |
Formabilitas | Baik | Baik | Buruk | 17-22A dapat dibentuk lebih mudah |
Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Sedang | Lebih tinggi | Kost-efektif untuk banyak aplikasi |
Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Kurang umum | 17-22A tersedia luas |
Ketika memilih baja 17-22A, pertimbangan termasuk biaya-efektivitasnya, ketersediaan, dan kesesuaiannya untuk aplikasi tertentu. Ketahanan korosi dan kemampuan lasnya yang sedang menjadikannya pilihan yang serbaguna untuk berbagai industri. Selain itu, sifat mekaniknya memungkinkan penggunaan yang aman dalam aplikasi struktural, sementara kemampuan pemesinannya memudahkan proses fabrikasi.
Sebagai kesimpulan, baja 17-22A adalah material yang berharga di sektor teknik dan manufaktur, menawarkan kombinasi sifat unik yang memenuhi berbagai aplikasi. Signifikansi historis dan relevansinya yang berkelanjutan dalam manufaktur modern menunjukkan pentingnya dalam bidang ilmu material.