Besi Astralloy: Properti dan Aplikasi Kunci
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Baja Astralloy adalah merek baja paduan berkinerja tinggi yang dikenal karena ketangguhan, kekuatan, dan ketahanan aus yang luar biasa. Diklasifikasikan terutama sebagai baja paduan karbon menengah, Astralloy dirancang untuk memenuhi tuntutan berbagai aplikasi industri, terutama dalam mesin berat dan komponen struktural. Unsur paduan utama dalam Astralloy termasuk mangan, kromium, dan molibdenum, masing-masing memberikan kontribusi terhadap sifat uniknya.
Tinjauan Menyeluruh
Baja Astralloy dirancang untuk memberikan sifat mekanik yang superior, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan daya tahan tinggi. Karakteristik signifikan termasuk ketahanan impak yang sangat baik, kekuatan tarik yang tinggi, dan kemampuan pengelasan yang baik. Komposisi paduan memungkinkan untuk mempertahankan kinerja di bawah kondisi ekstrem, seperti tekanan tinggi dan lingkungan abrasif.
Kelebihan Baja Astralloy:
- Rasio Kekuatan terhadap Berat Tinggi: Ini membuatnya ideal untuk aplikasi di mana penghematan berat sangat penting.
- Ketangguhan yang Sangat Baik: Dapat menahan beban benturan dan kejutan, menjadikannya cocok untuk aplikasi berat.
- Kemampuan Pengelasan yang Baik: Astralloy dapat dilas menggunakan teknik standar, memungkinkan opsi fabrikasi yang serbaguna.
Limitasi Baja Astralloy:
- Biaya: Dibandingkan dengan baja karbon standar, Astralloy dapat lebih mahal karena unsur paduannya dan pengolahannya.
- Ketahanan Korosi: Meskipun menawarkan ketahanan yang cukup baik, mungkin tidak seefektif baja tahan karat di lingkungan yang sangat korosif.
Secara historis, Astralloy telah menjadi pilihan favorit di industri seperti penambangan, konstruksi, dan manufaktur, di mana sifat-sifatnya dapat dimanfaatkan sepenuhnya. Posisi pasarnya kuat, terutama di sektor yang membutuhkan bahan berkinerja tinggi.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Deskripsi/Kelas | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| UNS | K11000 | Amerika Serikat | Ekivalen terdekat dengan ASTM A514 |
| ASTM | A514 | Amerika Serikat | Baja paduan rendah berkekuatan tinggi |
| EN | 10025 S355 | Eropa | Sifat mekanik serupa, tetapi komposisi kimia yang berbeda |
| JIS | G3106 SM490 | Jepang | Kekuatan sebanding, tetapi ketangguhan lebih rendah |
Sementara banyak kelas mungkin dianggap setara dengan Astralloy, perbedaan halus dalam komposisi dan pengolahan dapat mempengaruhi kinerja. Misalnya, sementara A514 memiliki karakteristik kekuatan yang serupa, mungkin tidak memberikan tingkat ketangguhan yang sama seperti Astralloy, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi yang melibatkan dampak tinggi.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.20 - 0.30 |
| Mn (Mangan) | 1.00 - 1.50 |
| Cr (Krom) | 0.50 - 1.00 |
| Mo (Molibdenum) | 0.15 - 0.30 |
| Si (Silikon) | 0.15 - 0.40 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.025 |
| S (Belerang) | ≤ 0.025 |
Unsur paduan utama dalam Astralloy memainkan peran penting:
- Mangan: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketangguhan.
- Krom: Meningkatkan ketahanan aus dan kekuatan pada suhu tinggi.
- Molibdenum: Meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap pelunakan pada suhu tinggi.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Temper | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Meter) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruangan | 690 - 850 MPa | 100 - 123 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lunturan (offset 0.2%) | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruangan | 550 - 700 MPa | 80 - 102 ksi | ASTM E8 |
| Peregangan | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruangan | 15 - 20% | 15 - 20% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruangan | 200 - 300 HB | 200 - 300 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak (Charpy) | Dipadamkan & Ditemper | -20°C | 40 - 60 J | 30 - 45 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi kekuatan tarik dan lunturan yang tinggi, bersama dengan peregangan yang baik, membuat Baja Astralloy cocok untuk aplikasi yang mengalami beban dinamis dan memerlukan integritas struktural.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Meter) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | - | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | 20°C | 45 W/m·K | 31 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | 20°C | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | 20°C | 0.0000017 Ω·m | 0.0000017 Ω·in |
Sifat fisik kunci seperti kepadatan dan titik leleh sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan operasi suhu tinggi, memastikan bahwa bahan dapat bertahan terhadap stres termal tanpa deformasi.
Ketahanan Korosi
| Agens Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5% | 25°C/77°F | Baik | Risiko korosi pitting |
| Asam Sulfat | 10% | 25°C/77°F | Kurang Baik | Tidak direkomendasikan |
| Sodium Hidroksida | 5% | 25°C/77°F | Baik | Ketahanan sedang |
Baja Astralloy menunjukkan ketahanan sedang terhadap korosi, terutama di lingkungan dengan klorida, di mana ia mungkin rentan terhadap pitting. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti AISI 304, yang menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, Astralloy mungkin memerlukan pelapisan atau perlakuan pelindung di lingkungan yang agresif.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maksimal | 400°C | 752°F | Cocok untuk aplikasi suhu tinggi |
| Suhu Layanan Intermiten Maksimal | 500°C | 932°F | Hanya untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Skala | 600°C | 1112°F | Risiko oksidasi di atas titik ini |
Pada suhu yang tinggi, Astralloy mempertahankan kekuatan dan ketangguhannya, meskipun oksidasi dapat menjadi masalah. Perlakuan permukaan yang tepat dapat meningkatkan kinerja dalam aplikasi suhu tinggi.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Isian yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| SMAW | E7018 | Argon/CO2 | Pra-panas disarankan |
| GMAW | ER70S-6 | Argon/CO2 | Berkhasiat untuk bagian tipis |
| FCAW | E71T-1 | CO2 | Memerlukan perlakuan pasca pengelasan |
Baja Astralloy umumnya dianggap dapat dilas menggunakan metode standar. Pra-pemanasan sering disarankan untuk meminimalkan risiko retak. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat lebih meningkatkan sifat pengelasan.
Keberkalan Mesin
| Parameter Pemesinan | Baja Astralloy | AISI 1212 | Catatan/Tip |
|---|---|---|---|
| Indeks Keberkalan Relatif | 60 | 100 | Keberkalan sedang |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pembubutan) | 30 m/menit | 50 m/menit | Gunakan alat dari karbida |
Pemesinan Baja Astralloy memerlukan pertimbangan yang cermat terhadap alat dan kecepatan pemotongan. Alat karbida direkomendasikan untuk kinerja optimal.
Formabilitas
Baja Astralloy menunjukkan formabilitas yang baik, terutama dalam kondisi pengerjaan panas. Pembentukan dingin dimungkinkan tetapi mungkin memerlukan tenaga tambahan karena kekuatannya. Radius tikungan minimum harus dihitung dengan hati-hati untuk menghindari retak.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Perendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing | 600 - 700°C / 1112 - 1292°F | 1 - 2 jam | Udara | Pelemahan, meningkatkan duktilitas |
| Quenching | 800 - 900°C / 1472 - 1652°F | 30 menit | Air/Minyak | Pengerasan, meningkatkan kekuatan |
| Tempering | 400 - 600°C / 752 - 1112°F | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan |
Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur dan sifat Baja Astralloy. Quenching meningkatkan kekerasan, sementara tempering meningkatkan ketangguhan, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Penambangan | Ember ekskavator | Kekuatan tinggi, ketahanan aus | Daya tahan dalam kondisi abrasif |
| Konstruksi | Balok struktural | Kekuatan tarik tinggi, ketangguhan | Kapasitas menahan beban |
| Manufaktur | Komponen mesin berat | Ketahanan impak, kemampuan pengelasan | Keandalan di lingkungan yang menuntut |
Aplikasi lainnya termasuk:
- Peralatan pertanian: Komponen yang memerlukan ketahanan aus tinggi.
- Minyak dan gas: Komponen struktural dalam peralatan pengeboran.
Baja Astralloy dipilih untuk aplikasi ini karena kemampuannya untuk bertahan dalam kondisi keras sambil mempertahankan integritas struktural.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | Baja Astralloy | Baja A514 | Baja S355 | Catatan Pro/Kon atau Perdagangan Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Kunci | Kekuatan tinggi | Kekuatan tinggi | Kekuatan sedang | Astralloy menawarkan ketangguhan yang superior |
| Aspek Korosi Kunci | Sedang | Kurang baik | Baik | Astralloy mungkin memerlukan pelapisan di lingkungan korosif |
| Kemampuan Pengelasan | Baik | Baik | Sangat Baik | Semua kelas dapat dilas, tetapi Astralloy membutuhkan pra-panas |
| Keberkalan Mesin | Sedang | Baik | Sangat Baik | A514 lebih mudah diproses |
| Formabilitas | Baik | Sedang | Baik | S355 menawarkan formabilitas yang lebih baik |
| Perkiraan Biaya Relatif | Lebih tinggi | Sedang | Lebih rendah | Pertimbangan biaya mungkin mempengaruhi pemilihan |
| Ketersediaan Tipikal | Sedang | Tinggi | Tinggi | A514 dan S355 lebih umum tersedia |
Saat memilih Baja Astralloy, pertimbangan meliputi efektivitas biaya, ketersediaan, dan kebutuhan aplikasi spesifik. Sifat uniknya menjadikannya cocok untuk aplikasi niche di mana kinerja sangat penting, sementara biayanya yang lebih tinggi mungkin dapat dibenarkan oleh manfaat yang diberikannya di lingkungan yang menuntut.
Secara singkat, Baja Astralloy menonjol sebagai bahan berkinerja tinggi yang menyeimbangkan kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan, menjadikannya pilihan yang diutamakan dalam berbagai aplikasi industri.