Besi AUS-8: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Stel AUS-8 adalah jenis stainless steel berkualitas tinggi yang dikenal karena keseimbangan yang sangat baik antara kekerasan, ketahanan korosi, dan retensi tepi, menjadikannya pilihan populer dalam berbagai aplikasi, terutama dalam pembuatan pisau dan alat pemotong. Dikenal sebagai stainless steel karbon menengah, AUS-8 mengandung campuran kromium, nikel, dan molibdenum, yang berkontribusi pada karakteristik kinerjanya secara keseluruhan.
Ikhtisar Komprehensif
AUS-8 terutama diklasifikasikan sebagai stainless steel martensitik, yang ditandai dengan kemampuannya untuk mengeras melalui perlakuan panas. Unsur paduan utama dalam AUS-8 meliputi:
- Kromium (Cr): Meningkatkan ketahanan korosi dan berkontribusi pada kekerasan baja.
- Nikel (Ni): Meningkatkan ketangguhan dan kelenturan.
- Molibdenum (Mo): Meningkatkan ketahanan terhadap pitting dan meningkatkan kekuatan secara keseluruhan.
Kombinasi dari elemen-elemen ini menghasilkan baja yang menunjukkan ketahanan abrasi yang sangat baik, ketangguhan yang baik, dan kemampuan untuk mencapai tingkat kekerasan yang tinggi setelah perlakuan panas.
Keuntungan Baja AUS-8:
- Kekerasan Tinggi: Dapat mencapai kekerasan sekitar 58-60 HRC setelah perlakuan panas yang tepat, membuatnya cocok untuk aplikasi pemotongan.
- Ketahanan Korosi: Menawarkan ketahanan yang baik terhadap karat dan korosi, khususnya di lingkungan lembab.
- Retensi Tepi: Mempertahankan ketajaman lebih lama dibandingkan banyak stainless steel lainnya, menjadikannya ideal untuk pisau dan bilah.
Limitasi Baja AUS-8:
- Kerapuhan: Pada tingkat kekerasan yang lebih tinggi, dapat menjadi rapuh, yang mungkin menyebabkan pecah di bawah penggunaan berat.
- Sulit untuk Diasah: Meskipun dapat mempertahankan tepi dengan baik, mengasah AUS-8 bisa lebih menantang dibandingkan dengan baja yang lebih lunak.
Secara historis, AUS-8 telah mendapatkan popularitas dalam industri pembuatan pisau, terutama di Jepang dan di antara produsen pisau outdoor dan taktis berkualitas tinggi. Posisi pasarnya kuat, dengan reputasi sebagai pilihan yang andal untuk penggunaan profesional maupun rekreasi.
Nama Alternatif, Standar, dan Padanan
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Komentar |
|---|---|---|---|
| UNS | SUS 8 | Jepang | Padanan terdekat dengan AUS-8 |
| AISI/SAE | 440B | AS | Perbedaan komposisi minor; kandungan karbon lebih tinggi |
| ASTM | A276 | AS | Spesifikasi umum untuk batang stainless steel |
| JIS | G4303 | Jepang | Standar Industri Jepang untuk stainless steel |
| ISO | 5832-1 | Internasional | Standar untuk implan bedah; sifat serupa |
AUS-8 sering dibandingkan dengan stainless steel lainnya, seperti 440B, yang memiliki kandungan karbon lebih tinggi, yang menyebabkan peningkatan kekerasan tetapi mengurangi ketangguhan. Memahami perbedaan halus ini sangat penting untuk memilih baja yang tepat untuk aplikasi tertentu.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.70 - 0.75 |
| Cr (Kromium) | 13.0 - 14.0 |
| Ni (Nikel) | 0.80 - 1.20 |
| Mo (Molibdenum) | 0.15 - 0.30 |
| Mn (Mangan) | 0.50 - 1.00 |
| Si (Silikon) | 0.50 maks |
| P (Fosfor) | 0.03 maks |
| S (Belerang) | 0.03 maks |
Unsur paduan utama dalam AUS-8 memainkan peran penting dalam kinerjanya:
- Karbon: Meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus.
- Kromium: Memberikan ketahanan korosi dan berkontribusi pada pembentukan struktur martensitik yang keras.
- Nikel: Meningkatkan ketangguhan dan kelenturan, memungkinkan baja menahan benturan tanpa patah.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Temper | Suhu Uji | Nilai Umum/Rentang (Metrik) | Nilai Umum/Rentang (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dikeraskan & Dikuatkan | Suhu Ruang | 600 - 700 MPa | 87 - 102 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lepas (0.2% offset) | Dikeraskan & Dikuatkan | Suhu Ruang | 400 - 500 MPa | 58 - 73 ksi | ASTM E8 |
| Peregangan | Dikeraskan & Dikuatkan | Suhu Ruang | 14 - 18% | 14 - 18% | ASTM E8 |
| Kekerasan (HRC) | Dikeraskan & Dikuatkan | Suhu Ruang | 58 - 60 HRC | 58 - 60 HRC | ASTM E18 |
| Kekuatan Benturan (Charpy) | Dikeraskan & Dikuatkan | -20 °C | 30 - 40 J | 22 - 30 ft-lbf | ASTM E23 |
Sifat mekanis AUS-8 membuatnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi. Kekuatan tarik dan kekuatan lepasnya menunjukkan bahwa ia dapat menahan beban berat, sementara kekerasannya memastikan daya tahan dalam aplikasi pemotongan.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 7.7 g/cm³ | 0.278 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1450 °C | 2600 - 2642 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruang | 25 W/m·K | 14.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruang | 0.5 kJ/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.7 µΩ·m | 0.7 µΩ·in |
| Koefisien Ekspansi Termal | Suhu Ruang | 16.5 x 10⁻⁶/K | 9.2 x 10⁻⁶/°F |
Sifat fisik utama seperti kepadatan dan titik leleh sangat penting untuk aplikasi yang melibatkan suhu tinggi atau beban berat. Konduktivitas termal menunjukkan seberapa baik AUS-8 dapat mendinginkan panas, yang sangat penting dalam alat pemotong untuk mencegah overheating selama penggunaan.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Air Garam | 3.5 | 25 | Baik | Risiko pitting |
| Asam Asetat | 5 | 20 | Adil | Rentan terhadap SCC |
| Kloro | 1 | 60 | Buruk | Risiko korosi lokal |
| Asam Sulfat | 10 | 25 | Tidak Direkomendasikan | Risiko korosi tinggi |
AUS-8 menunjukkan ketahanan korosi yang baik dalam berbagai lingkungan, terutama dalam kondisi atmosfer dan air tawar. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan yang kaya klorida, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi laut tanpa perawatan yang tepat.
Ketika dibandingkan dengan stainless steel lainnya seperti 440C dan D2, AUS-8 menawarkan keseimbangan antara kekerasan dan ketahanan korosi. Meskipun 440C memberikan kekerasan yang lebih tinggi, ia mungkin mengorbankan beberapa ketangguhan, sedangkan D2, yang merupakan baja alat karbon tinggi, mungkin tidak tampil sebaik dalam ketahanan korosi.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Komentar |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 300 | 572 | Cocok untuk panas sedang |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 400 | 752 | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Scaling | 600 | 1112 | Risiko oksidasi di atas suhu ini |
| Pertimbangan Kekuatan Creep | 400 | 752 | Mulai terdegradasi pada suhu tinggi |
AUS-8 mempertahankan sifat-sifatnya pada suhu sedang, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang mungkin melibatkan paparan panas. Namun, pada suhu yang melebihi 400 °C, risiko oksidasi dan kehilangan sifat mekanis meningkat.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Mengelas
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER308L | Argon + 2% CO2 | Bagus untuk bagian tipis |
| TIG | ER308L | Argon | Memerlukan pemanasan awal |
| Stick | E308L | NA | Tidak direkomendasikan untuk bagian tebal |
AUS-8 dapat di-las menggunakan berbagai metode, tetapi perlu diperhatikan agar tidak terjadi retak. Pemanasan awal sering dianjurkan untuk meminimalkan stres termal. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat meningkatkan ketangguhan lasan.
Kemampuan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | AUS-8 | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Pemesinan Relatif | 60% | 100% | AUS-8 lebih sulit untuk diproses dibandingkan 1212 |
| Kecepatan Pemotongan Umum | 30 m/menit | 50 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Pemesinan AUS-8 memerlukan pertimbangan yang cermat terkait kecepatan pemotongan dan alat. Alat karbida disarankan karena kekerasan baja, dan pendingin harus digunakan untuk mengatur panas selama pemesinan.
Kemampuan Pembentukan
AUS-8 menunjukkan kemampuan pembentukan yang moderat. Pembentukan dingin dimungkinkan tetapi dapat menyebabkan pengerasan kerja, yang dapat menyulitkan pemrosesan lebih lanjut. Pembentukan panas lebih disukai untuk bentuk yang kompleks, tetapi harus diperhatikan untuk menghindari overheating, yang dapat menyebabkan hilangnya sifat.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Perendaman Umum | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Pelemahan | 800 - 850 / 1472 - 1562 | 1 - 2 jam | Udara | Pelunakan, meningkatkan kelenturan |
| Pemadatan | 1000 - 1100 / 1832 - 2012 | 30 menit | Minyak/Air | Menghardkan |
| Pemanasan Ulang | 150 - 200 / 302 - 392 | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan |
Proses perlakuan panas sangat memengaruhi mikrostruktur AUS-8, meningkatkan kekerasannya dan ketangguhannya. Pemadatan mengubah baja menjadi struktur martensitik yang keras, sementara pemanasan ulang mengurangi kerapuhan dan meningkatkan kelenturan.
Aplikasi Umum dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Peralatan Dapur | Pisau dapur | Kekerasan tinggi, retensi tepi | Ideal untuk bilah yang tajam dan tahan lama |
| Outdoor | Pisau survival | Ketahanan korosi, ketangguhan | Cocok untuk lingkungan ekstrim |
| Industri | Alat pemotong | Ketahanan aus, kekerasan | Kinerja yang tahan lama |
| Kedokteran | Instrumen bedah | Ketahanan korosi, biokompatibilitas | Aman untuk digunakan di lingkungan medis |
Aplikasi lain termasuk:
- Otomotif: Komponen yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan aus.
- Aerospace: Bagian yang terpapar suhu sedang dan memerlukan ketahanan korosi.
AUS-8 dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan sifatnya yang sangat baik, menjadikannya serbaguna di berbagai industri.
Pertimbangan Penting, Kriteria Seleksi, dan Wawasan Lanjutan
| Fitur/Sifat | AUS-8 | 440C | D2 | Catatan Pro/Kon atau Pertukaran Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Kekerasan tinggi | Kekerasan lebih tinggi | Kekerasan moderat | AUS-8 menawarkan keseimbangan antara ketangguhan dan kekerasan |
| Aspek Korosi Utama | Baik | Moderate | Buruk | AUS-8 lebih tahan terhadap korosi dibandingkan D2 |
| Kemampuan Mengelas | Moderat | Buruk | Buruk | AUS-8 dapat dilas dengan hati-hati, berbeda dengan D2 |
| Kemampuan Pemesinan | Moderat | Baik | Buruk | AUS-8 lebih sulit diproses dibandingkan 440C |
| Kemampuan Pembentukan | Moderat | Buruk | Buruk | AUS-8 dapat dibentuk tetapi memerlukan perhatian |
| Estimasi Biaya Relatif | Moderat | Moderat | Tinggi | Biaya efektif untuk aplikasi berkinerja tinggi |
| Ketersediaan Umum | Tinggi | Tinggi | Moderat | AUS-8 tersedia luas dalam berbagai bentuk |
Ketika memilih AUS-8, pertimbangan termasuk biaya-efektivitas, ketersediaan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu. Keseimbangannya antara kekerasan dan ketahanan korosi menjadikannya pilihan unggulan untuk banyak aplikasi berkinerja tinggi. Namun, pengguna harus menyadari keterbatasannya dalam hal kemampuan mengelas dan kemampuan pemesinan dibandingkan dengan kelas lain.
Singkatnya, baja AUS-8 adalah material yang serbaguna dan unggul dalam aplikasi yang memerlukan kombinasi kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan korosi, menjadikannya bahan pokok dalam industri pembuatan pisau dan alat.