Baja AISI 1320: Properti dan Aplikasi Kunci

Stel AISI 1320 diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, yang terutama dikenal karena keseimbangan kekuatan, ketangguhan, dan plastisitasnya. Kualitas baja ini mengandung jumlah karbon yang signifikan, bersama dengan elemen paduan seperti mangan, kromium, dan nikel, yang meningkatkan sifat mekaniknya dan kinerja keseluruhan dalam berbagai aplikasi.

Tinjauan Menyeluruh

Baja AISI 1320 ditandai dengan konten karbon sedang, biasanya berkisar antara 0,18% hingga 0,23%. Elemen paduan utama termasuk mangan (0,60% hingga 0,90%), kromium (0,40% hingga 0,60%), dan nikel (0,30% hingga 0,60%). Elemen-elemen ini memberikan kontribusi pada kemampuan pengerasan, kekuatan, dan ketahanan terhadap aus dan kelelahan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi teknik.

Karakteristik paling signifikan dari baja AISI 1320 meliputi:

• Kekuatan Tinggi: Konten karbon sedang memungkinkan kekuatan tarik yang baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi struktural.
• Ketangguhan Baik: Elemen paduan meningkatkan ketangguhan, yang penting untuk komponen yang dikenakan pada beban dinamis.
• Plastisitas: AISI 1320 menunjukkan plastisitas baik, memungkinkan deformasi tanpa pecah, yang sangat penting dalam proses manufaktur.

Keuntungan:
- Keseimbangan yang sangat baik antara kekuatan dan plastisitas.
- Kemampuan mesin dan pengelasan yang baik.
- Cocok untuk proses perlakuan panas untuk meningkatkan sifat mekanik.

Limitasi:
- Ketahanan korosi sedang dibandingkan dengan baja tahan karat.
- Memerlukan perlakuan panas yang hati-hati untuk menghindari kerapuhan.

Secara historis, AISI 1320 telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk komponen otomotif, bagian mesin, dan elemen struktural, karena sifat mekaniknya yang menguntungkan dan keserbagunaannya.

Nama Alternatif, Standar, dan Setara

Organisasi Standar	Tanda/Pangkat	Negara/Region Asal	Catatan/ Keterangan
UNS	G13200	AS	Setara terdekat dengan AISI 1320
AISI/SAE	1320	AS	Penamaan yang umum digunakan
ASTM	A29/A29M	AS	Spesifikasi umum untuk baja paduan
EN	1.7035	Eropa	Perbedaan komposisi kecil
JIS	S45C	Jepang	Sifat serupa, tetapi aplikasi berbeda
DIN	C45E	Jerman	Sebanding, tetapi dengan elemen paduan berbeda

Pangkat AISI 1320 sering dibandingkan dengan baja karbon sedang lainnya, seperti AISI 1045 dan AISI 4140. Meskipun AISI 1045 menawarkan kandungan karbon lebih tinggi untuk kekuatan yang lebih besar, AISI 4140 memberikan kemampuan pengerasan yang lebih baik karena kandungan kromiumnya. Perbedaan ini dapat mempengaruhi pemilihan baja untuk aplikasi tertentu secara signifikan.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Kisaran Persentase (%)
C (Karbon)	0,18 - 0,23
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Cr (Kromium)	0,40 - 0,60
Ni (Nikel)	0,30 - 0,60
Si (Silikon)	0,15 - 0,40
P (Fosfor)	≤ 0,035
S (Belerang)	≤ 0,040

Elemen paduan kunci dalam AISI 1320 memainkan peran penting:
- Mangan: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan sambil meningkatkan ketangguhan baja.
- Kromium: Meningkatkan ketahanan korosi dan kemampuan pengerasan, berkontribusi pada ketahanan aus.
- Nikel: Meningkatkan ketangguhan dan plastisitas, khususnya dalam aplikasi suhu rendah.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dianilasi	Suhu Ruang	580 - 700 MPa	84 - 102 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lentur (offset 0,2%)	Dianilasi	Suhu Ruang	350 - 450 MPa	51 - 65 ksi	ASTM E8
Panjang	Dianilasi	Suhu Ruang	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Kekerasan (Brinell)	Dianilasi	Suhu Ruang	160 - 210 HB	160 - 210 HB	ASTM E10
Kekuatan Impak (Charpy)	Dianilasi	-20°C (-4°F)	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi sifat mekanik ini membuat baja AISI 1320 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi, seperti roda gigi, poros, dan komponen struktural. Kemampuannya untuk menahan beban dinamis sambil mempertahankan plastisitas sangat kritis dalam banyak aplikasi teknik.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Titik Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	45 W/m·K	31 BTU·in/(jam·ft²·°F)
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0,00065 Ω·m	0,00038 Ω·in

Kepadatan dan titik leleh AISI 1320 menunjukkan kesesuaiannya untuk aplikasi suhu tinggi, sementara konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifiknya penting untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas. Resistivitas listrik relatif rendah, menjadikannya cocok untuk aplikasi di mana konduktivitas listrik diperlukan.

Ketahanan Korosi

Agens Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5	25°C (77°F)	Baik	Risiko pitting
Asam Sulfat	10	25°C (77°F)	Buruk	Tidak dianjurkan
Natrium Hidroksida	50	25°C (77°F)	Baik	Risiko retak korosi tegangan

Baja AISI 1320 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan dengan klorida dan larutan basa. Ia rentan terhadap pitting dan retak korosi tegangan di lingkungan kaya klorida, yang dapat membatasi penggunaannya dalam aplikasi laut. Dibandingkan dengan baja tahan karat seperti AISI 304 atau AISI 316, ketahanan korosi AISI 1320 jauh lebih rendah, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi di mana korosi adalah masalah kritis.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	400°C	752°F	Cocok untuk paparan berkepanjangan
Suhu Layanan Intermiten Maks	500°C	932°F	Hanya untuk paparan jangka pendek
Suhu Pembakaran	600°C	1112°F	Risiko oksidasi di atas suhu ini
Pertimbangan Kekuatan Creep mulai berlaku	300°C	572°F	Creep dapat terjadi pada suhu tinggi

AISI 1320 mempertahankan sifat mekaniknya pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan paparan panas. Namun, perhatian harus diberikan untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas 400°C, karena ini dapat menyebabkan oksidasi dan pembakaran, mempengaruhi integritas material.

Sifat Fabrikasi

Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Isian yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Tipikal	Catatan
MIG	ER70S-6	Campuran Argon + CO2	Baik untuk bagian tipis
TIG	ER80S-Ni	Argon	Memerlukan pemanasan awal
Stik	E7018	N/A	Cocok untuk pengelasan lapangan

AISI 1320 menunjukkan kemampuan pengelasan yang baik, terutama dengan logam isian yang sesuai. Pemanasan awal dianjurkan untuk meminimalkan risiko retak selama pengelasan. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat lebih meningkatkan sifat sambungan las.

Kelenturan Mesin

Parameter Pemesinan	AISI 1320	AISI 1212	Catatan/Petunjuk
Indeks Kemudahan Mesin Relatif	70%	100%	AISI 1212 lebih mudah diproses
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pembalikan)	30-40 m/menit	50-60 m/menit	Sesuaikan untuk keausan alat

AISI 1320 memiliki kemudahan mesin sedang, menjadikannya cocok untuk berbagai operasi pemesinan. Namun, dibandingkan dengan baja yang mudah diproses seperti AISI 1212, ia memerlukan penanganan dan alat yang lebih hati-hati untuk mencapai hasil optimal.

Formabilitas

AISI 1320 dapat dibentuk dingin dan panas, dengan plastisitas baik memungkinkan berbagai proses pembentukan. Namun, perhatian harus diberikan untuk menghindari pengerasan kerja yang berlebihan, yang dapat menyebabkan retak. Jari-jari belok minimum harus dipertimbangkan selama operasi pembentukan untuk memastikan integritas.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Kisaran Suhu (°C/°F)	Waktu Rendam Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil Yang Diharapkan
Dianilasi	700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F	1 - 2 jam	Udara	Mengurangi kekerasan, meningkatkan plastisitas
Quenching	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 menit	Minyak	Meningkatkan kekerasan
Tempering	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas sangat mempengaruhi mikrostruktur dan sifat AISI 1320. Annealing melunakkan baja, sementara quenching meningkatkan kekerasan. Tempering sangat penting untuk meredakan tegangan dan meningkatkan ketangguhan, menjadikannya cocok untuk aplikasi dengan stres tinggi.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir Yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci Yang Dimanfaatkan Dalam Aplikasi Ini	Alasan untuk Pemilihan
Otomotif	Roda gigi	Kekuatan tinggi, ketangguhan	Kemampuan untuk menahan beban dinamis
Mesin	Poros	Plastisitas, kemudahan mesin	Kemudahan fabrikasi dan kekuatan
Konstruksi	Komponen struktural	Kekuatan, kemampuan las	Cocok untuk aplikasi penopang beban

Aplikasi lainnya termasuk:
- Komponen dirgantara
- Alat dan cetakan
- Pengikat dan aksesori

AISI 1320 dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan yang sangat baik antara kekuatan, ketangguhan, dan kemudahan mesin, menjadikannya opsi serbaguna untuk berbagai kebutuhan teknik.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	AISI 1320	AISI 4140	AISI 1045	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanis Kunci	Kekuatan sedang	Kekuatan tinggi	Kekuatan sedang	AISI 4140 menawarkan kemampuan pengerasan lebih tinggi
Aspek Korosi Kunci	Baik	Baik	Baik	AISI 4140 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik
Kemampuan Las	Baik	Baik	Baik	AISI 4140 mungkin memerlukan pemanasan awal
Kemudahan Mesin	Sedang	Sedang	Tinggi	AISI 1045 lebih mudah diproses
Formabilitas	Baik	Baik	Baik	AISI 4140 memiliki plastisitas yang lebih rendah
Estimasi Biaya Relatif	Sedang	Lebih tinggi	Lebih rendah	Biaya bervariasi berdasarkan elemen paduan
Ketersediaan Tipikal	Umum	Umum	Sangat Umum	AISI 1045 tersedia secara luas

Saat memilih AISI 1320, pertimbangan termasuk sifat mekaniknya, kemampuan las, dan efisiensi biaya. Meskipun menawarkan keseimbangan yang baik antara kekuatan dan plastisitas, mungkin tidak menjadi pilihan terbaik untuk lingkungan yang sangat korosif atau aplikasi yang memerlukan pengerasan ekstrem. Ketersediaannya di pasar umumnya baik, menjadikannya pilihan praktis untuk banyak aplikasi teknik.

Secara ringkas, baja AISI 1320 adalah baja paduan karbon sedang yang serbaguna yang memberikan keseimbangan antara kekuatan, ketangguhan, dan kemudahan mesin, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi di berbagai industri.