Baja AH36: Properti dan Aplikasi Utama dalam Konstruksi Kapal

Stal AH36 adalah grade baja struktural berkekuatan tinggi yang terutama digunakan dalam pembuatan kapal dan aplikasi maritim. Diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon rendah, AH36 dikenal karena kemampuan pengelasan yang sangat baik, kekuatan tarik yang tinggi, dan ketangguhannya yang baik, menjadikannya cocok untuk konstruksi lambung dan komponen struktural lainnya dari kapal. Unsur paduan utama dalam baja AH36 meliputi karbon (C), mangan (Mn), dan silikon (Si), yang secara kolektif meningkatkan sifat mekaniknya dan ketahanannya terhadap deformasi di bawah beban.

Tinjauan Komprehensif

Baja AH36 merupakan bagian dari sistem klasifikasi American Bureau of Shipping (ABS) dan dirancang khusus untuk aplikasi pembuatan kapal. Kandungan karbonnya yang rendah (biasanya sekitar 0,05% hingga 0,20%) berkontribusi pada keuletan dan kemampuan pengelasannya, sementara kandungan mangan (sekitar 0,60% hingga 1,35%) meningkatkan kekerasan dan kekuatan. Silikon, yang hadir dalam jumlah kecil (hingga 0,10%), meningkatkan ketahanan baja terhadap oksidasi selama proses perlakuan panas.

Karakteristik paling signifikan dari baja AH36 meliputi:

• Kekuatan Tinggi: Dengan kekuatan luluh minimum 250 MPa (36.000 psi), AH36 mampu menahan beban dan tekanan yang berat.
• Ketangguhan yang Baik: Mempertahankan ketangguhannya pada suhu rendah, yang sangat penting untuk lingkungan maritim.
• Kemampuan Pengelasan yang Sangat Baik: AH36 dapat dengan mudah dilas menggunakan berbagai metode, menjadikannya ideal untuk pembuatan kapal di mana struktur yang kompleks adalah hal yang umum.

Kelebihan:
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, memungkinkan untuk struktur yang lebih ringan tanpa mengorbankan keselamatan.
- Kemampuan pengelasan yang sangat baik, memfasilitasi konstruksi dan perbaikan yang efisien.
- Ketangguhan yang baik, memastikan daya tahan dalam kondisi maritim yang keras.

Limitasi:
- Ketahanan korosi yang terbatas dibandingkan dengan baja paduan yang lebih tinggi, memerlukan pelapisan pelindung di lingkungan tertentu.
- Tidak cocok untuk aplikasi suhu tinggi karena ketahanan panasnya yang lebih rendah.

Secara historis, AH36 telah memainkan peran penting dalam industri maritim, mendukung konstruksi berbagai kapal, dari kapal kargo hingga kapal angkatan laut, karena keseimbangan antara kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Grade	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
ASTM	AH36	USA	Umumnya digunakan dalam pembuatan kapal.
UNS	K23500	USA	Ekivalen terdekat, perbedaan komposisi minor.
EN	S355G3	Eropa	Kekuatan serupa, tetapi karakteristik ketangguhan yang berbeda.
JIS	SM490A	Jepang	Sebanding, tetapi dengan unsur paduan yang berbeda.
DIN	StE 355	Jerman	Sifat serupa, tetapi mungkin berbeda dalam ketahanan impak.

Ketika memilih antara grade setara, penting untuk mempertimbangkan faktor-faktor seperti ketangguhan pada suhu rendah, kemampuan pengelasan, dan kondisi lingkungan spesifik yang dapat mempengaruhi kinerja. Misalnya, meskipun S355G3 menawarkan kekuatan serupa, ia mungkin tidak berkinerja sebaik dalam aplikasi suhu rendah dibandingkan dengan AH36.

Sifat Kunci

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0,05 - 0,20
Mn (Mangan)	0,60 - 1,35
Si (Silikon)	0,00 - 0,10
P (Fosfor)	≤ 0,04
S (Belerang)	≤ 0,03

Unsur paduan utama dalam baja AH36 memainkan peran penting:
- Karbon: Meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi dapat mengurangi keuletan jika ada dalam jumlah berlebih.
- Mangan: Meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik, sangat penting untuk integritas struktural.
- Silikon: Bertindak sebagai deoksidizer selama pembuatan baja, meningkatkan kualitas secara keseluruhan.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dinormalisasi	Suhu Ruang	400 - 510 MPa	58 - 74 ksi	ASTM E8
Kekuatan Luluh (0,2% offset)	Dinormalisasi	Suhu Ruang	250 MPa	36 ksi	ASTM E8
Peregangan	Dinormalisasi	Suhu Ruang	21%	21%	ASTM E8
Pemotongan Area	Dinormalisasi	Suhu Ruang	35%	35%	ASTM E8
Kekerasan (Brinell)	Dinormalisasi	Suhu Ruang	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Kekuatan Impak	Charpy V-notch	-20°C (-4°F)	27 J	20 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi sifat mekanik ini menjadikan baja AH36 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketangguhan, terutama di lingkungan maritim di mana integritas struktural sangat penting.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7850 kg/m³	490 lb/ft³
Titik Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	50 W/m·K	29 BTU·in/ft²·h·°F
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	0,49 kJ/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in
Koefisien Ekspansi Termal	Suhu Ruang	11,0 x 10⁻⁶ /°C	6,1 x 10⁻⁶ /°F

Sifat fisik kunci seperti kepadatan dan konduktivitas termal sangat signifikan untuk aplikasi dalam pembuatan kapal. Kepadatan AH36 berkontribusi pada berat keseluruhan kapal, sedangkan konduktivitas termalnya penting untuk pembuangan panas di lingkungan maritim.

Ketahanan Korosi

Agensi Perusak	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Rating Ketahanan	Catatan
Air laut	3,5	25°C / 77°F	Cukup	Risiko korosi pitting
Asam Sulfat	10	25°C / 77°F	Buruk	Tidak direkomendasikan
Klorida	Bervariasi	25°C / 77°F	Cukup	Rentan terhadap SCC

Baja AH36 menunjukkan ketahanan korosi yang sedang, terutama di lingkungan maritim. Namun, ia rentan terhadap pitting dan retakan korosi tegangan (SCC) ketika terpapar klorida, sehingga memerlukan pelapisan pelindung atau perlindungan katodik dalam aplikasi air laut. Dibandingkan dengan baja paduan yang lebih tinggi seperti baja stainless duplex, ketahanan korosi AH36 terbatas, menjadikannya kurang cocok untuk lingkungan yang sangat korosif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Maksimal Kontinu	300°C	572°F	Ketahanan oksidasi terbatas
Suhu Layanan Maksimal Intermiten	400°C	752°F	Risiko pengelupasan di atas suhu ini
Pertimbangan Kekuatan Rembesan	500°C	932°F	Mulai kehilangan kekuatan

Pada suhu tinggi, baja AH36 mempertahankan integritas strukturnya hingga sekitar 300°C (572°F). Lebih dari itu, ia mungkin mengalami oksidasi dan pengelupasan, yang dapat mengompromikan sifat mekaniknya. Oleh karena itu, tidak disarankan untuk aplikasi yang melibatkan paparan berkepanjangan pada suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Tipikal	Catatan
SMAW	E7018	Argon/CO2	Pemanasan awal dianjurkan
GMAW	ER70S-6	Argon/CO2	Bagus untuk bagian tipis
FCAW	E71T-1	CO2	Cocok untuk digunakan di luar ruangan

Baja AH36 sangat dapat dilas, menjadikannya cocok untuk berbagai proses pengelasan. Pemanasan awal sering dianjurkan untuk menghindari retak, terutama pada bagian yang lebih tebal. Pemilihan logam pengisi dapat mempengaruhi kualitas las secara signifikan, dan menggunakan elektroda rendah hidrogen dianjurkan untuk meminimalkan retak yang disebabkan hidrogen.

Machinability

Parameter Pemesinan	Baja AH36	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Machinability Relatif	70	100	Machinability baik, tetapi lebih lambat daripada 1212
Kecepatan Pemotongan Tipikal	30 m/menit	45 m/menit	Sesuaikan berdasarkan alat

Baja AH36 menawarkan machinability yang wajar, meskipun tidak semudah mesin seperti beberapa baja karbon tinggi. Kecepatan pemotongan dan alat yang optimal harus dipilih untuk meminimalkan aus dan memastikan hasil akhir yang baik.

Formabilitas

Baja AH36 menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan proses pembentukan dingin dan panas. Ia dapat ditekuk dan dibentuk menjadi berbagai konfigurasi tanpa risiko retakan yang signifikan. Namun, perhatian harus diberikan agar sesuai dengan jari-jari tekuk yang direkomendasikan untuk menghindari pengerasan kerja.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Normalisasi	900 - 950 / 1650 - 1740	1 - 2 jam	Udara	Memperhalus struktur butir
Penelekan	800 - 850 / 1470 - 1560	30 menit	Air/Minyak	Meningkatkan kekerasan
Pemadatan	500 - 600 / 930 - 1110	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan

Proses perlakuan panas seperti normalisasi, penelekan, dan pemadatan sangat penting untuk mengoptimalkan sifat mekanik baja AH36. Normalisasi memperhalus struktur butir, sedangkan penelekan meningkatkan kekerasan. Pemadatan penting untuk mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Maritim	Kapal Kargo	Kekuatan tinggi, ketangguhan yang baik	Penting untuk integritas struktural
Offshore	Rig Minyak	Kemampuan pengelasan yang sangat baik	Memfasilitasi perakitan yang kompleks
Angkatan Laut	Kapal Angkatan Laut	Ketahanan korosi, kekuatan	Kritis untuk daya tahan di lingkungan yang keras

Aplikasi lain dari baja AH36 termasuk:
- Kapal penangkapan ikan
- Feri
- Barge
- Platform terapung

AH36 dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan antara kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan, yang sangat penting untuk keselamatan dan umur panjang struktur maritim.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Baja AH36	Baja S355G3	Baja SM490A	Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Kekuatan serupa	Kekuatan lebih rendah	AH36 menawarkan ketangguhan yang lebih baik
Aspek Korosi Utama	Cukup	Baik	Cukup	S355G3 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik
Kemampuan Pengelasan	Sangat baik	Baik	Baik	Semua grade dapat dilas, tetapi AH36 lebih disukai
Machinability	Sedang	Baik	Baik	AH36 kurang dapat diproses dibandingkan S355G3
Formabilitas	Baik	Baik	Baik	Semua grade cocok untuk pembentukan
Kira-kira Biaya Relatif	Sedang	Sedang	Sedang	Biaya umumnya sebanding
Disponibilitas Tipikal	Tinggi	Sedang	Sedang	AH36 tersedia secara luas

Saat memilih baja AH36, pertimbangan seperti efektivitas biaya, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik sangat penting. Keseimbangannya membuatnya menjadi pilihan populer di industri pembuatan kapal, meskipun alternatif seperti S355G3 mungkin lebih disukai di lingkungan yang memerlukan ketahanan korosi yang lebih baik.

Secara ringkas, baja AH36 adalah material yang serbaguna dan kuat yang ideal untuk aplikasi maritim, menawarkan kombinasi kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan. Memahami sifat dan karakteristik kinerjanya sangat penting bagi insinyur dan perancang di sektor maritim.