CHT 400 Steel: Sifat dan Aplikasi Utama

CHT 400 Steel adalah baja paduan berkinerja tinggi yang dikenal karena sifat mekaniknya yang luar biasa dan fleksibilitasnya dalam berbagai aplikasi teknik. Diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, CHT 400 terutama terdiri dari besi, karbon, dan berbagai unsur paduan yang meningkatkan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan ausnya. Unsur-unsur paduan utama dalam CHT 400 termasuk kromium, molibdenum, dan nikel, yang berkontribusi pada karakteristik kinerja keseluruhannya.

Gambaran Umum Komprehensif

Alasan mendasar dari CHT 400 Steel didefinisikan oleh kandungan karbonnya yang sedang, yang biasanya berkisar antara 0,30% hingga 0,50%. Kandungan karbon ini memberikan keseimbangan antara kekuatan dan kekenyalan, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang membutuhkan ketangguhan dan kekerasan. Penambahan kromium meningkatkan ketahanan korosi dan kemampuan pengerasan, sementara molibdenum meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dan berkontribusi pada ketangguhan keseluruhan. Nikel lebih lanjut meningkatkan ketangguhan dan ketahanan benturan, terutama dalam lingkungan suhu rendah.

Kelebihan dan Keterbatasan

Kelebihan (Keuntungan)	Keterbatasan (Kekurangan)
Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi	Rentan terhadap retak korosi stres
Ketahanan aus yang sangat baik	Memerlukan perlakuan panas yang hati-hati untuk mencapai sifat yang diinginkan
Granulitas yang baik	Ketahanan korosi yang terbatas dibandingkan dengan baja stainless
Fleksibel untuk berbagai aplikasi	Memerlukan pelapis pelindung di lingkungan yang keras

CHT 400 Steel memiliki posisi yang signifikan di pasar karena keseimbangan sifat-sifatnya, menjadikannya pilihan populer di industri seperti otomotif, dirgantara, dan manufaktur. Signifikansi historisnya terletak pada kemampuannya untuk memenuhi persyaratan ketat dari aplikasi teknik modern, memberikan kinerja yang andal di komponen kritis.

Nama Alternatif, Standar, dan Setara

Organisasi Standar	Penetapan/Kelas	Negara/Daerah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	G41400	Amerika Serikat	Setara terdekat dengan AISI 4140
AISI/SAE	4140	Amerika Serikat	Perbedaan komposisional minor yang perlu diperhatikan
ASTM	A829	Amerika Serikat	Spesifikasi untuk pelat baja paduan
EN	42CrMo4	Eropa	Setara dengan variasi komposisi yang sedikit
JIS	SCM440	Jepang	Sifat serupa, sering digunakan dalam aplikasi otomotif

Tabel di atas menyoroti berbagai standar dan setara untuk CHT 400 Steel. Meskipun grade ini dapat dianggap setara, perbedaan halus dalam komposisi dan pemrosesan dapat secara signifikan mempengaruhi kinerja. Misalnya, AISI 4140 mungkin memiliki sifat mekanik yang sedikit berbeda karena variasi dalam praktik perlakuan panas, yang dapat mempengaruhi pemilihan untuk aplikasi tertentu.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0,30 - 0,50
Cr (Kromium)	0,90 - 1,20
Mo (Molibdenum)	0,15 - 0,25
Ni (Nikel)	0,40 - 0,70
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Si (Silikon)	0,15 - 0,40
P (Fosfor)	≤ 0,035
S (Belerang)	≤ 0,040

Peran utama unsur paduan utama dalam CHT 400 Steel adalah sebagai berikut:

• Karbon (C): Meningkatkan kekerasan dan kekuatan melalui perlakuan panas.
• Kromium (Cr): Meningkatkan ketahanan korosi dan kemampuan pengerasan.
• Molibdenum (Mo): Meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dan meningkatkan ketangguhan.
• Nikel (Ni): Memberikan ketangguhan yang lebih baik dan ketahanan benturan, terutama dalam suhu rendah.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai Umum/Rentang (Metrik)	Nilai Umum/Rentang (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dipadamkan & Diremas	Suhu Ruang	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Kekuatan Jatuh (offset 0,2%)	Dipadamkan & Diremas	Suhu Ruang	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Panjang Tarik	Dipadamkan & Diremas	Suhu Ruang	15 - 20%	15 - 20%	ASTM E8
Pengurangan Luas	Dipadamkan & Diremas	Suhu Ruang	50 - 60%	50 - 60%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Dipadamkan & Diremas	Suhu Ruang	28 - 34 HRC	28 - 34 HRC	ASTM E18
Kekuatan Benturan (Charpy V-notch)	Dipadamkan & Diremas	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Gabungan sifat mekanik ini membuat CHT 400 Steel cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketangguhan, seperti di komponen struktural, gigi, dan mesin berat. Kemampuannya untuk menahan stres tinggi dan beban benturan menjadikannya pilihan yang lebih disukai di lingkungan yang menuntut.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Suhu Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	20 °C	45 W/m·K	31 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	-	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	-	0,00065 Ω·m	0,00038 Ω·in
Koeffisien Perluasan Termal	20 - 100 °C	12 × 10⁻⁶ /°C	6,67 × 10⁻⁶ /°F

Signifikansi praktis dari sifat fisik CHT 400 Steel termasuk:

• Kepadatan: Mempengaruhi berat dan desain struktural komponen.
• Konduktivitas Termal: Penting untuk aplikasi yang melibatkan penghilang panas.
• Kapasitas Panas Spesifik: Mempengaruhi pengelolaan termal dalam aplikasi suhu tinggi.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3 - 10	20 - 60	Baik	Risiko pitting
Asam Sulfat	10 - 30	20 - 50	Buruk	Tidak dianjurkan
Air Laut	-	20 - 40	Baik	Resistensi sederhana
Larutan Alkalin	5 - 20	20 - 60	Baik	Rentan terhadap retak korosi stres

CHT 400 Steel menunjukkan ketahanan korosi yang moderat, terutama di lingkungan dengan klorida dan larutan alkaline. Ia rentan terhadap pitting dan retak korosi stres, terutama dalam lingkungan yang kaya klorida. Dibandingkan dengan baja stainless seperti 304 atau 316, ketahanan korosi CHT 400 terbatas, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi di mana paparan terhadap agen korosif menjadi perhatian.

Dalam perbandingan dengan grade lain, seperti AISI 4140, CHT 400 mungkin menunjukkan ketahanan serupa di beberapa lingkungan tetapi mungkin tidak berkinerja baik dalam kondisi yang sangat korosif. Pilihan antara grade ini harus mempertimbangkan kondisi lingkungan tertentu dan karakteristik kinerja yang diperlukan.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Catatan
Suhu Layanan Kontinu Maksimal	400	752	Cocok untuk paparan berkepanjangan
Suhu Layanan Intermiten Maksimal	500	932	Paparan jangka pendek saja
Suhu Skala	600	1112	Risiko oksidasi pada suhu lebih tinggi
Pertimbangan Kekuatan Creep dimulai sekitar	450	842	Kinerja dapat menurun pada suhu yang lebih tinggi

Pada suhu yang tinggi, CHT 400 Steel mempertahankan sifat mekanik yang baik, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan panas. Namun, sangat penting untuk memantau suhu layanan untuk menghindari oksidasi dan degradasi sifat material. Kinerja baja dapat terpengaruh jika terpapar suhu di luar batasnya untuk periode yang lama.

Sifat Fabrication

Kemudahan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Flux Pelindung yang Umum	Catatan
MIG	ER70S-6	Campuran Argon + CO2	Preheat dianjurkan
TIG	ER80S-Ni	Argon	Memerlukan perlakuan panas pasca pengelasan
Stick	E7018	-	Baik untuk bagian yang lebih tebal

CHT 400 Steel umumnya dapat dilas, tetapi harus berhati-hati untuk menghindari retak. Preheating sering dianjurkan untuk meminimalkan risiko stres termal. Perlakuan panas pasca pengelasan dapat membantu mengurangi stres sisa dan meningkatkan ketangguhan di area las.

Kemudahan Pemesinan

Parameter Pemesinan	CHT 400 Steel	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Kemudahan Pemesinan Relatif	60	100	Kemudahan pemesinan sedang
Kecepatan Pemotongan yang Umum	30 m/menit	50 m/menit	Sesuaikan berdasarkan peralatan

CHT 400 Steel menunjukkan kemudahan pemesinan yang sedang, memerlukan peralatan dan kecepatan pemotongan yang sesuai untuk mencapai hasil yang optimal. Penggunaan alat baja cepat atau karbid dianjurkan untuk pemesinan yang efektif.

Formabilitas

CHT 400 Steel dapat dibentuk melalui proses dingin dan panas. Pembentukan dingin dapat dilakukan tetapi dapat menyebabkan pengerasan kerja, memerlukan pengendalian yang hati-hati terhadap radius lentur dan teknik pembentukan. Pembentukan panas lebih disukai untuk bentuk yang kompleks, yang memungkinkan kekenyalan yang lebih baik dan mengurangi risiko retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C)	Waktu Perendaman Umum	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Annealing	600 - 700	1 - 2 jam	Udara atau air	Pelunakan, peningkatan kekenyalan
Quenching	800 - 900	30 menit	Minyak atau air	Mengeraskan, meningkatkan kekuatan
Tempering	400 - 600	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan

Proses perlakuan panas untuk CHT 400 Steel melibatkan transformasi metalurgi yang kritis. Quenching meningkatkan kekerasan dengan mengubah mikrostruktur menjadi martensit, sementara tempering mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan. Perlakuan panas yang tepat sangat penting untuk mencapai keseimbangan sifat mekanik yang diinginkan.

Aplikasi Umum dan Penggunaan Akhir

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Khusus	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan
Otomotif	Gigi dan poros	Kekuatan tinggi, ketangguhan	Daya tahan di bawah beban
Dirgantara	Komponen struktural	Ringan, kekuatan tinggi	Kinerja dalam kondisi ekstrem
Manufaktur	Perkakas mesin	Ketahanan aus, kemudahan pemesinan	Presisi dan daya tahan

Aplikasi lain dari CHT 400 Steel termasuk:

• Minyak dan gas: Komponen dalam peralatan pengeboran.
• Konstruksi: Balok struktural dan penyangga.
• Mesin berat: Bagian yang memerlukan ketahanan aus tinggi.

Pemilihan CHT 400 Steel dalam aplikasi ini didorong oleh kemampuannya untuk menahan stres tinggi dan memberikan kinerja yang andal di lingkungan yang menuntut.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lainnya

Fitur/Sifat	CHT 400 Steel	AISI 4140	AISI 4340	Catatan Singkat Pro/Kontra atau Pertimbangan
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Sedang	Kekuatan tinggi	CHT 400 menawarkan keseimbangan antara kekuatan dan ketangguhan
Aspek Korosi Utama	Baik	Baik	Baik	CHT 400 kurang tahan dibandingkan dengan baja stainless
Kemudahan Pengelasan	Sedang	Bagus	Sedang	Memerlukan preheat dan perlakuan pasca pengelasan
Kemudahan Pemesinan	Sedang	Bagus	Baik	CHT 400 lebih mudah untuk dipotong dibandingkan AISI 4340
Formabilitas	Bagus	Baik	Baik	CHT 400 dapat dibentuk secara efektif
Biaya Relatif Approx.	Sedang	Sedang	Lebih tinggi	Biaya efektif untuk aplikasi berkinerja tinggi
Ketersediaan Umum	Umum	Umum	Kurang umum	CHT 400 tersedia luas dalam berbagai bentuk

Saat memilih CHT 400 Steel, pertimbangan mencakup efektivitas biaya, ketersediaan, dan persyaratan kinerja spesifik. Ketahanan korosinya yang moderat dan kemudahan pengelasan menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi, sementara sifat mekaniknya menjamin keandalan di bawah beban. Pilihan antara CHT 400 dan grade alternatif harus berdasarkan pada tuntutan spesifik dari aplikasi, termasuk kondisi lingkungan dan persyaratan pemuatan mekanis.

Dalam ringkasan, CHT 400 Steel adalah baja paduan karbon sedang yang serbaguna yang menawarkan kombinasi unik antara kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus, menjadikannya pilihan yang diutamakan dalam berbagai aplikasi teknik. Sifat dan karakteristik kinerjanya harus dievaluasi dengan cermat terhadap persyaratan aplikasi untuk memastikan pemilihan yang optimal.