4350 Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

4350 Steel diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon menengah, yang terutama dikenal karena kemampuan pengerasan dan kekuatannya yang luar biasa. Unsur paduan utama dalam baja 4350 termasuk kromium (Cr), nikel (Ni), dan molibdenum (Mo), yang secara signifikan meningkatkan sifat mekaniknya dan ketahanannya terhadap aus. Kelas baja ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi, sehingga cocok untuk berbagai proses rekayasa dan manufaktur.

Ikhtisar Menyeluruh

Baja 4350 diakui karena kombinasi unik dari kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus, menjadikannya pilihan ideal untuk komponen yang dikenakan stres dan kelelahan tinggi. Unsur paduan memainkan peran penting dalam menentukan karakteristiknya:

• Kromium meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan terhadap korosi.
• Nikel meningkatkan ketangguhan dan kekuatan impak.
• Molibdenum berkontribusi pada kekuatan dan stabilitas pada suhu tinggi.

Keuntungan utama dari baja 4350 termasuk kemampuannya untuk menahan beban tinggi dan ketahanan kelelahan yang luar biasa, yang penting dalam aplikasi seperti roda gigi, poros, dan komponen mesin berat. Namun, ia juga memiliki batasan, seperti kemampuan pengelasan yang lebih rendah dibandingkan dengan kelas baja lainnya dan kecenderungan untuk lebih mahal akibat unsur paduan. Secara historis, baja 4350 sangat penting dalam industri yang memerlukan kinerja yang dapat diandalkan di bawah kondisi yang menuntut, mempertahankan posisi pasar yang kuat karena sifatnya yang diinginkan.

Nama Alternatif, Standar, dan Kesesuaian

Organisasi Standard	Penandaan/Kelas	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	G43500	AS	Kesesuaian terdekat dengan AISI 4340
AISI/SAE	4350	AS	Mirip dengan 4340 tetapi dengan variasi kecil dalam komposisi
ASTM	A829	AS	Spesifikasi standar untuk baja paduan
EN	1.7225	Eropa	Kesesuaian dengan AISI 4340 dengan perbedaan kecil
JIS	SNCM439	Jepang	Sifat mirip tetapi dengan unsur paduan yang berbeda
ISO	35CrMo4	Internasional	Sebanding dari segi sifat mekanik

Perbedaan halus antara kelas-kelas ini dapat memengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun G43500 dan 1.7225 sering dianggap setara, variasi kecil dalam kandungan nikel dan molibdenum dapat memengaruhi kemampuan pengerasan dan ketangguhan.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.38 - 0.43
Cr (Kromium)	0.70 - 0.90
Ni (Nikel)	1.65 - 2.00
Mo (Molibdenum)	0.15 - 0.25
Mn (Mangan)	0.60 - 0.90
Si (Silikon)	0.15 - 0.40
P (Fosfor)	≤ 0.035
S (Belerang)	≤ 0.040

Unsur paduan kunci dalam baja 4350 berkontribusi secara signifikan terhadap kinerjanya. Misalnya, keberadaan kromium meningkatkan kemampuan pengerasan, memungkinkan penetrasi yang lebih dalam selama perlakuan panas. Nikel meningkatkan ketangguhan baja, membuatnya kurang rapuh, sementara molibdenum meningkatkan kekuatannya pada suhu tinggi.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dipadamkan & Ditemper	Suhu Ruang	980 - 1,100 MPa	142 - 160 ksi	ASTM E8
Kekuatan Yield (offset 0.2%)	Dipadamkan & Ditemper	Suhu Ruang	850 - 950 MPa	123 - 138 ksi	ASTM E8
Peregangan	Dipadamkan & Ditemper	Suhu Ruang	12 - 15%	12 - 15%	ASTM E8
Pengurangan Luas	Dipadamkan & Ditemper	Suhu Ruang	50 - 60%	50 - 60%	ASTM E8
Keras (Rockwell C)	Dipadamkan & Ditemper	Suhu Ruang	28 - 34 HRC	28 - 34 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak (Charpy)	Dipadamkan & Ditemper	-20°C (-4°F)	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi sifat mekanik ini membuat baja 4350 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi, seperti di industri otomotif dan dirgantara. Kemampuannya untuk menahan beban mekanis yang signifikan sambil mempertahankan integritas struktural adalah faktor kunci dalam pemilihannya untuk komponen kritis.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Titik Leleh	-	1,400 - 1,540 °C	2,552 - 2,804 °F
Kepemindahan Termal	Suhu Ruang	45 W/m·K	31 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
Koeffisien Ekspansi Termal	Suhu Ruang	11.5 x 10⁻⁶ /K	6.36 x 10⁻⁶ /°F

Kepadatan dan titik leleh baja 4350 menunjukkan ketahanannya, sedangkan kepemindahan termal dan kapasitas panas spesifik menunjukkan kesesuaiannya untuk aplikasi yang melibatkan siklus termal. Resistivitas listriknya relatif rendah, menjadikannya konduktor listrik yang baik, yang bisa menguntungkan dalam aplikasi tertentu.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Atmosfer	-	-	Baik	Rentan terhadap karat
Klorida	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Buruk	Risiko keropos
Asam	10-20	20-40 °C (68-104 °F)	Buruk	Tidak direkomendasikan
Alkalin	5-10	20-60 °C (68-140 °F)	Baik	Ketahanan sedang

Baja 4350 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama dalam kondisi atmosfer. Namun, ia rentan terhadap keropos di lingkungan klorida dan tidak direkomendasikan untuk digunakan dalam kondisi asam. Dibandingkan dengan kelas seperti 4140 dan 4340, yang memiliki ketahanan korosi yang lebih baik karena kandungan kromium yang lebih tinggi, 4350 mungkin memerlukan lapisan atau perlakuan pelindung di lingkungan korosif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Max	400 °C	752 °F	Cocok untuk aplikasi suhu tinggi
Suhu Layanan Intermiten Max	500 °C	932 °F	Paparan jangka pendek saja
Suhu Pengelasan	600 °C	1,112 °F	Risiko oksidasi di atas suhu ini
Pertimbangan Kekuatan Creep dimulai sekitar	450 °C	842 °F	Penting untuk aplikasi jangka panjang

Pada suhu tinggi, baja 4350 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi jika tidak dilindungi dengan baik. Kinerjanya dalam aplikasi suhu tinggi membuatnya cocok untuk komponen di mesin dan turbin, di mana stabilitas termal sangat krusial.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Melting Shielding Umum	Catatan
MIG	ER80S-Ni	Argon + CO2	Pemanasan awal dianjurkan
TIG	ER80S-Ni	Argon	Memerlukan perlakuan panas pasca pengelasan
Stick	E80S-Ni	-	Cocok untuk bagian tebal

Kemampuan pengelasan baja 4350 sedang; pemanasan awal sering diperlukan untuk menghindari retak. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat membantu melepaskan stres dan meningkatkan ketangguhan di zona las.

Machinability

Parameter Pemesinan	Baja 4350	AISI 1212	Catatan/Tips
Indeks Kemudahan Pemesinan Relatif	60%	100%	4350 lebih menantang untuk diproses
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pemutar)	20-30 m/menit	40-50 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik

Machinability baja 4350 lebih rendah dibandingkan baja yang mudah diproses seperti AISI 1212. Kecepatan pemotongan dan peralatan yang optimal sangat penting untuk mencapai hasil permukaan dan toleransi yang diinginkan.

Formabilitas

Baja 4350 menunjukkan formabilitas sedang. Pembentukan dingin dimungkinkan, tetapi harus berhati-hati untuk menghindari pengerasan kerja. Pembentukan panas dapat dilakukan pada suhu tinggi, memungkinkan bentuk yang lebih baik tanpa mengorbankan integritas material.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Rendam Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pelembutan	600 - 700 °C / 1,112 - 1,292 °F	1-2 jam	Udara	Pelunakan, meningkatkan duktilitas
Quenching	800 - 850 °C / 1,472 - 1,562 °F	30 menit	Minyak/Air	Pengerasan, meningkatkan kekuatan
Tempering	400 - 600 °C / 752 - 1,112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur dan sifat baja 4350. Quenching meningkatkan kekerasan, sementara tempering membantu mengurangi kerapuhan, membuat baja lebih cocok untuk aplikasi dinamis.

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	Diperlukan untuk komponen penahan beban
Dirgantara	Komponen pesawat	Rasio kekuatan terhadap berat tinggi	Penting untuk kinerja dan keselamatan
Minyak & Gas	Bit bor	Ketahanan aus, ketangguhan	Penting untuk lingkungan yang keras
Mesin Berat	Poros	Ketahanan terhadap kelelahan, kekuatan	Diperlukan untuk ketahanan di bawah beban

Aplikasi lainnya termasuk:

• • Komponen struktural dalam mesin berat
• • Pengikat stres tinggi
• • Alat dan cetakan

Pemilihan baja 4350 dalam aplikasi ini didorong oleh kemampuannya untuk menahan beban tinggi dan menahan aus, menjadikannya pilihan utama di lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	Baja 4350	AISI 4140	AISI 4340	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Kunci	Kekuatan tinggi	Kekuatan sedang	Kekuatan tinggi	4340 menawarkan ketangguhan yang lebih baik
Aspek Korosi Kunci	Resistensi baik	Resistensi baik	Resistensi baik	4140 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik
Kemampuan Pengelasan	Sedang	Baik	Sedang	4140 lebih mudah untuk dilas
Machinability	Sedang	Baik	Sedang	4140 lebih mudah untuk diproses
Formabilitas	Sedang	Baik	Sedang	4140 menawarkan formabilitas yang lebih baik
Kira-kira Biaya Relatif	Lebih tinggi	Sedang	Lebih tinggi	4140 sering lebih cost-effective
Ketersediaan Tipikal	Sedang	Tinggi	Tinggi	4140 tersedia luas

Ketika memilih baja 4350, pertimbangan meliputi cost-effectiveness, ketersediaan, dan sifat mekanik spesifik yang diperlukan untuk aplikasi tersebut. Meskipun menawarkan kinerja yang sangat baik, alternatif seperti AISI 4140 mungkin memberikan ketahanan korosi dan kemudahan pemrosesan yang lebih baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang berbeda.

Sebagai kesimpulan, baja 4350 adalah baja paduan karbon menengah yang serbaguna yang unggul dalam aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi. Sifat-sifat uniknya, dikombinasikan dengan pertimbangan cermat terhadap teknik fabrikasi dan faktor lingkungan, menjadikannya material berharga di berbagai industri.