Besi AISI 3130: Sifat dan Aplikasi Utama

Steel AISI 3130 diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon menengah, yang dikenal terutama karena keseimbangan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus yang sangat baik. Kelas baja ini dicirikan oleh unsur paduannya, yang meliputi karbon, mangan, dan krom, masing-masing memberikan kontribusi terhadap sifat keseluruhan. Kandungan karbon biasanya berkisar dari 0,28% hingga 0,34%, sementara mangan dan krom hadir dalam jumlah signifikan, meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan.

Tinjauan Komprehensif

Baja AISI 3130 terutama digunakan dalam aplikasi yang memerlukan sifat mekanik yang baik dan ketahanan korosi yang moderat. Unsur paduan memainkan peran penting: karbon meningkatkan kekerasan dan kekuatan, mangan meningkatkan ketangguhan dan kemampuan pengerasan, dan krom meningkatkan ketahanan korosi serta sifat aus.

Karakteristik paling signifikan dari AISI 3130 termasuk kekuatan tarik yang tinggi, ductility yang baik, dan kemampuan mesin yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi rekayasa. Namun, ada batasan, seperti ketahanan korosi yang lebih rendah dibandingkan dengan baja tahan karat dan kemungkinan ketidakgetasan pada suhu rendah.

Di pasar, AISI 3130 diakui karena fleksibilitasnya dan biasanya digunakan dalam pembuatan roda gigi, poros, dan komponen struktural lainnya. Dalam sejarahnya, baja ini telah menjadi tulang punggung di industri seperti otomotif dan mesin, di mana kekuatan dan ketahanan sangat penting.

Nama Alternatif, Standar, dan Kualitas Setara

Organisasi Standar	Penunjukan/Kelas	Negara/Region Asal	Keterangan/Catatan
UNS	G31300	AS	Setara terdekat dengan AISI 4130, dengan perbedaan komposisi minor.
AISI/SAE	3130	AS	Penunjukan yang umum digunakan di Amerika Utara.
ASTM	A29/A29M	AS	Spesifikasi umum untuk baja paduan.
EN	30CrMo	Eropa	Setara dengan sifat serupa tetapi standar berbeda.
JIS	SCM430	Jepang	Kelas serupa dengan variasi kecil dalam komposisi.

Perbedaan antara AISI 3130 dan setara-setara seperti AISI 4130 sering terletak pada persentase spesifik unsur paduan, yang dapat mempengaruhi kemampuan pengerasan dan ketangguhan. Sebagai contoh, AISI 4130 biasanya memiliki kandungan krom lebih tinggi, yang dapat meningkatkan kekuatan dan kemampuan pengerasan dibandingkan AISI 3130.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Kisaran Persentase (%)
C (Karbon)	0,28 - 0,34
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Cr (Krom)	0,40 - 0,60
Si (Silikon)	0,15 - 0,40
P (Fosfor)	≤ 0,035
S (Belerang)	≤ 0,040

Peran utama karbon dalam AISI 3130 adalah untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik, sementara mangan berkontribusi pada ketangguhan dan kemampuan pengerasan yang lebih baik. Krom meningkatkan ketahanan aus dan memberikan tingkat ketahanan korosi tertentu, membuat baja lebih tahan lama dalam berbagai lingkungan.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Nilai/Kisaran Tipikal (Unit Metrik - SI)	Nilai/Kisaran Tipikal (Unit Imperial)	Standar Rujukan untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Diannealing	580 - 700 MPa	84 - 102 ksi	ASTM E8
Kekuatan Lepas (offset 0,2%)	Diannealing	350 - 450 MPa	51 - 65 ksi	ASTM E8
Peregangan	Diannealing	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Kekerasan (Brinell)	Diannealing	170 - 210 HB	170 - 210 HB	ASTM E10
Kekuatan Impak	Charpy pada -20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi sifat mekanik ini membuat AISI 3130 cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban dinamis dan kebutuhan integritas struktural, seperti pada komponen otomotif dan bagian mesin.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Unit Metrik - SI)	Nilai (Unit Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruangan	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Suhu Titik Leleh/Rentang	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruangan	45 W/m·K	31 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapacitas Panas Spesifik	Suhu Ruangan	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruangan	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in

Kepadatan dan titik leleh AISI 3130 menunjukkan kesesuaiannya untuk aplikasi temperatur tinggi, sementara konduktivitas termalnya menunjukkan sifat dissipasi panas yang baik, yang bermanfaat dalam proses pemesinan dan pembentukan.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	Beragam	Ambient	Baik	Risiko korosi pitting.
Asam Sulfat	10	25/77	Kurang baik	Tidak direkomendasikan.
Hydroksida Natrium	50	60/140	Baik	Risiko korosi stres.

AISI 3130 menunjukkan ketahanan korosi moderat, terutama dalam kondisi atmosfer dan lingkungan ringan. Namun, ia rentan terhadap pitting dan retak korosi stres di lingkungan kaya klorida, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi maritim dibandingkan dengan baja tahan karat. Jika dibandingkan dengan AISI 4140, yang memiliki ketahanan korosi lebih baik karena kandungan krom yang lebih tinggi, AISI 3130 mungkin memerlukan pelapis atau perlakuan pelindung di lingkungan korosif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batasan	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Max Suhu Layanan Berkelanjutan	400	752	Cocok untuk aplikasi suhu moderat.
Max Suhu Layanan Intermiten	500	932	Paparan jangka pendek saja.
Suhu Scaling	600	1112	Risiko oksidasi di atas suhu ini.
Pertimbangan Kekuatan Creep	450	842	Mulai degradasi pada suhu tinggi.

Pada suhu tinggi, AISI 3130 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi dan scaling, yang dapat mempengaruhi kinerjanya dalam aplikasi suhu tinggi. Perlakuan panas yang tepat dapat meningkatkan sifatnya, tetapi harus diambil perhatian untuk menghindari paparan berlebihan pada suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Kelayakan Las

Proses Pengelasan	Logam Filler yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Flux Pelindung Tipikal	Catatan
MIG	ER70S-6	Argon/CO2	Preheat direkomendasikan.
TIG	ER70S-2	Argon	Memerlukan perlakuan panas pasca las.
Stick	E7018	Tidak berlaku	Bagus untuk bagian yang lebih tebal.

AISI 3130 umumnya dianggap dapat dilas, tetapi preheating direkomendasikan untuk menghindari retak. Perlakuan panas pasca las dapat membantu mengurangi stres dan meningkatkan ketangguhan di zona las.

Kemampuan Mesin

Parameter Pemesinan	AISI 3130	AISI 1212	Catatan/Tip
Indeks Kemampuan Mesin Relatif	70	100	AISI 1212 lebih mudah diproses.
Kecepatan Pemotongan Tipikal (Memutar)	30 m/menit	50 m/menit	Sesuaikan untuk keausan alat.

AISI 3130 menawarkan kemampuan mesin yang baik, tetapi perlu diambil perhatian untuk memilih kecepatan pemotongan dan alat yang sesuai untuk mengoptimalkan kinerja dan meminimalkan aus.

Kemampuan Pembentukan

AISI 3130 dapat dibentuk dingin dan panas, dengan ductility yang baik memungkinkan untuk bentuk yang kompleks. Namun, harus diperhatikan untuk menghindari pengerasan kerja yang berlebihan, yang dapat menyebabkan retak selama operasi pembentukan. Jari-jari lentur yang direkomendasikan harus dipatuhi untuk hasil optimal.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pengendapan	600 - 700 / 1112 - 1292	1 - 2 jam	Udara	Meningkatkan ductility dan mengurangi kekerasan.
Penekanan	800 - 850 / 1472 - 1562	30 menit	Minyak atau Air	Meningkatkan kekerasan dan kekuatan.
Pembuihan	400 - 600 / 752 - 1112	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan.

Selama perlakuan panas, AISI 3130 mengalami transformasi metalurgi yang meningkatkan mikrostrukturnya, menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik. Perlakuan panas yang tepat sangat penting untuk mencapai keseimbangan kekuatan dan ductility yang diinginkan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Umum

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Otomotif	Roda Gigi	Kekuatan tarik tinggi, kemampuan mesin yang baik	Dibutuhkan untuk daya tahan dan kinerja.
Mesin	Poros	Ketangguhan, ketahanan aus	Penting untuk aplikasi yang memikul beban.
Aerospace	Komponen struktural	Rasio kekuatan terhadap berat	Kritis untuk keselamatan dan efisiensi.

Aplikasi lainnya termasuk:

• • Peralatan konstruksi
• • Komponen industri minyak dan gas
• • Bagian mesin berat

AISI 3130 dipilih untuk aplikasi ini karena sifat mekaniknya yang sangat baik, yang memberikan kekuatan dan daya tahan yang diperlukan dalam lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	AISI 3130	AISI 4140	AISI 1045	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan moderat	Kekuatan tinggi	Kekuatan moderat	AISI 4140 menawarkan kekuatan yang superior.
Aspek Korosi Utama	Baik	Baik	Kurang baik	AISI 4140 lebih baik untuk lingkungan korosif.
Kelayakan Las	Baik	Baik	Baik	AISI 4140 memerlukan lebih banyak perhatian dalam pengelasan.
Kemampuan Mesin	Baik	Baik	Sangat baik	AISI 1045 lebih mudah diproses.
Estimasi Biaya Relatif	Moderat	Lebih tinggi	Lebih rendah	Biaya bervariasi dengan unsur paduan.
Ketersediaan Tipikal	Umum	Umum	Sangat umum	AISI 1045 banyak tersedia.

Ketika memilih AISI 3130, pertimbangan termasuk efisiensi biaya, ketersediaan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu. Meskipun menawarkan keseimbangan sifat yang baik, alternatif seperti AISI 4140 mungkin lebih tepat untuk aplikasi kekuatan tinggi, sementara AISI 1045 mungkin lebih disukai untuk kemudahan pemesinan.

Kesimpulannya, baja AISI 3130 adalah baja paduan karbon menengah yang serbaguna yang banyak digunakan di berbagai industri karena sifat mekaniknya yang menguntungkan dan ketahanan korosi yang moderat. Pemilihan dan perlakuan yang tepat dapat mengoptimalkan kinerjanya dalam aplikasi tertentu, menjadikannya material yang berharga dalam rekayasa dan manufaktur.