Baja EH36: Sifat dan Aplikasi Utama dalam Pembuatan Kapal
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Stainless EH36 adalah grade baja struktural berkekuatan tinggi yang terutama digunakan dalam pembangunan kapal dan aplikasi maritim. Diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon rendah, EH36 adalah bagian dari grade kekuatan tinggi dari standar ASTM A131, yang dirancang khusus untuk pembangunan kapal. Elemen paduan utama dalam EH36 meliputi karbon, mangan, dan silikon, yang berkontribusi pada sifat mekaniknya dan kinerja keseluruhan dalam lingkungan yang menuntut.
Tinjauan Menyeluruh
Baja EH36 dikenal karena kemampuan pengelasan yang sangat baik, kekuatan tinggi, dan ketangguhan, sehingga cocok untuk konstruksi berbagai struktur maritim, termasuk kapal, platform lepas pantai, dan kapal maritim lainnya. Kandungan karbon rendah baja ini meningkatkan duktilitas dan ketangguhannya, sementara penambahan mangan meningkatkan kemampuannya untuk mengeras dan kekuatan.
Karakteristik paling signifikan dari baja EH36 meliputi:
- Kekuatan Tarik Tinggi: EH36 menunjukkan kekuatan tarik sekitar 355 MPa (51,5 ksi), menjadikannya ideal untuk aplikasi struktural di mana kekuatan tinggi sangat penting.
- Ketangguhan yang Baik: Baja ini mempertahankan ketangguhannya bahkan pada suhu rendah, yang sangat penting untuk aplikasi maritim yang terpapar kondisi keras.
- Kemampuan Pengelasan yang Sangat Baik: EH36 dapat dilas menggunakan metode konvensional, memungkinkan fabrikasi struktur kompleks secara efisien.
Keunggulan dan Keterbatasan
Keunggulan:
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, memungkinkan untuk struktur yang lebih ringan tanpa mengorbankan integritas.
- Ketangguhan dan duktilitas yang sangat baik, memastikan kinerja dalam kondisi ekstrem.
- Kemampuan pengelasan yang baik, memfasilitasi konstruksi bentuk dan desain yang kompleks.
Keterbatasan:
- Ketahanan korosi yang terbatas dibandingkan dengan baja tahan karat, memerlukan pelapisan pelindung di lingkungan maritim.
- Potensi untuk patah getas pada suhu yang sangat rendah jika tidak diproses dengan benar.
Secara historis, EH36 telah memainkan peran signifikan dalam industri pembuatan kapal, terutama selama abad ke-20, ketika kapal angkatan laut dan komersial memerlukan materi yang mampu bertahan dari kerasnya lautan.
Nama Alternatif, Standar, dan Setara
| Organisasi Standar | Penunjukan/Grade | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| ASTM | EH36 | Amerika Serikat | Standar untuk baja pembangunan kapal |
| EN | S355G3 | Eropa | Setara terdekat dengan perbedaan komposisi kecil |
| JIS | SM490A | Jepang | Kekuatan serupa tetapi elemen paduan yang berbeda |
| DIN | StE 355 | Jerman | Grade yang sebanding dengan beberapa variasi dalam sifat |
| ISO | 1461 | Internasional | Standar umum untuk baja struktural |
Perbedaan antara grade setara ini dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu, seperti kemampuan pengelasan, ketangguhan, dan ketahanan korosi. Misalnya, meskipun S355G3 menawarkan kekuatan serupa, komposisi kimianya mungkin menghasilkan kinerja yang berbeda dalam lingkungan tertentu.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.14 - 0.20 |
| Mn (Mangan) | 1.00 - 1.60 |
| Si (Silikon) | 0.10 - 0.50 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.025 |
| S (Sulfida) | ≤ 0.010 |
| Al (Aluminium) | 0.015 - 0.060 |
Peran utama elemen paduan kunci dalam EH36 meliputi:
- Karbon: Meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi harus dikendalikan untuk mempertahankan duktilitas.
- Mangan: Meningkatkan kemampuan untuk mengeras dan kekuatan tarik, penting untuk integritas struktural.
- Silikon: Bertindak sebagai deoksidator selama pembuatan baja dan berkontribusi pada kekuatan.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Temper | Suhu Uji | Nilai Tipikal/Rentang (Metric) | Nilai Tipikal/Rentang (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik (offset 0.2%) | Dinormalkan | Suhu Ruang | 355 MPa | 51.5 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Tarik Ultimatum | Dinormalkan | Suhu Ruang | 490 - 620 MPa | 71 - 90 ksi | ASTM E8 |
| Peregangan | Dinormalkan | Suhu Ruang | 20% | 20% | ASTM E8 |
| Pengurangan Area | Dinormalkan | Suhu Ruang | 40% | 40% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Dinormalkan | Suhu Ruang | 150 - 190 HB | 150 - 190 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak (Charpy) | Dinormalkan | -20°C (-4°F) | 27 J | 20 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi dari sifat mekanik ini membuat baja EH36 cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi dan ketangguhan, terutama dalam komponen struktural yang terkena beban dinamis dan kondisi lingkungan yang keras.
Sifat Fisis
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metric) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 7850 kg/m³ | 0.284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruang | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruang | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.0000017 Ω·m | 0.0000017 Ω·in |
| Koeffisien Perpuaian Termal | Suhu Ruang | 11.0 x 10⁻⁶/K | 6.1 x 10⁻⁶/°F |
Signifikansi praktis dari sifat fisik EH36 meliputi:
- Kepadatan: Mempengaruhi perhitungan berat untuk struktur maritim, mempengaruhi desain dan stabilitas.
- Konduktivitas Termal: Penting untuk manajemen panas dalam aplikasi pembuatan kapal, terutama di ruang mesin.
- Kapasitas Panas Spesifik: Relevan untuk pertimbangan stres termal selama proses pengelasan dan fabrikasi.
Ketahanan Korosi
| Agensi Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Air Laut | - | 25°C (77°F) | Baik | Risiko korosi pitting |
| Klorida | 3 - 5 | 30°C (86°F) | Buruk | Rentan terhadap SCC |
| Asam Sulfat | 10 - 20 | 20°C (68°F) | Buruk | Tidak direkomendasikan |
| Larutan Alkali | 5 - 10 | 25°C (77°F) | Baik | Risiko korosi lokal |
Baja EH36 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan maritim. Ia rentan terhadap pitting dan retak korosi tegangan (SCC) ketika terpapar klorida, sehingga pelapisan pelindung sangat penting untuk daya tahan jangka panjang. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti AISI 316, ketahanan korosi EH36 jauh lebih rendah, yang memerlukan pertimbangan cermat dalam aplikasi di mana paparan terhadap agen korosif diharapkan.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Berkelanjutan Maks | 400°C | 752°F | Cocok untuk aplikasi struktural |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 450°C | 842°F | Hanya untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Pengelupasan | 600°C | 1112°F | Risiko oksidasi di atas suhu ini |
| Pertimbangan Kekuatan Creep | 400°C | 752°F | Mulai terdegradasi pada suhu tinggi |
Pada suhu tinggi, baja EH36 mempertahankan integritas strukturalnya hingga sekitar 400°C (752°F). Namun, di atas suhu ini, risiko oksidasi dan kehilangan sifat mekanis meningkat. Oleh karena itu, penting untuk mempertimbangkan batasan ini saat merancang komponen yang mungkin mengalami beban termal tinggi.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Metall Filler yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| SMAW | E7018 | Argon/CO2 | Cocok untuk bagian tebal |
| GMAW | ER70S-6 | Argon/CO2 | Baik untuk bagian tipis |
| FCAW | E71T-1 | CO2 | Kecepatan deposisi tinggi |
Baja EH36 sangat dapat dilas, menjadikannya cocok untuk berbagai proses pengelasan, termasuk Pengelasan Busur Logam Tertutup (SMAW), Pengelasan Busur Logam Gas (GMAW), dan Pengelasan Busur Berongga (FCAW). Pemanasan awal mungkin diperlukan untuk menghindari retak, terutama di bagian yang lebih tebal. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat meningkatkan ketangguhan dan menghilangkan tegangan residual.
Kemampuan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | Baja EH36 | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Pemesinan Relatif | 70 | 100 | Kemampuan pemesinan sedang |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal | 30 m/menit | 50 m/menit | Sesuaikan berdasarkan alat |
Baja EH36 memiliki kemampuan pemesinan sedang, yang dapat ditingkatkan dengan alat dan kondisi pemotongan yang tepat. Alat baja cepat (HSS) umumnya digunakan, dan pendinginan disarankan untuk mengelola panas selama pemesinan.
Formabilitas
Baja EH36 menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan untuk proses pembentukan dingin dan panas. Pembentukan dingin dapat menyebabkan pengerasan kerja, yang mungkin memerlukan perlakuan panas selanjutnya untuk memulihkan duktilitas. Jarak belok minimum harus dipertimbangkan selama fabrikasi untuk menghindari retak.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendam Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Normalisasi | 900 - 950 / 1652 - 1742 | 1 - 2 jam | Udara | Memperhalus struktur butir |
| Quenching | 850 - 900 / 1562 - 1652 | 30 menit | Air/Minyak | Meningkatkan kekerasan |
| Tempering | 500 - 650 / 932 - 1202 | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan |
Proses perlakuan panas seperti normalisasi, quenching, dan tempering sangat penting untuk mengoptimalkan sifat mekanis baja EH36. Normalisasi memperhalus struktur butir, sementara quenching meningkatkan kekerasan. Tempering sangat penting untuk mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan, terutama untuk komponen yang terkena beban dinamis.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Pembuatan Kapal | Kapal Kargo | Kekuatan tarik tinggi, ketangguhan | Integritas struktural di bawah beban dinamis |
| Lepas Pantai | Platform Minyak | Ketahanan korosi, kemampuan pengelasan | Daya tahan di lingkungan maritim yang keras |
| Rekayasa Maritim | Submarine | Ketangguhan pada suhu rendah, kekuatan | Kinerja dalam kondisi ekstrem |
Aplikasi lain termasuk:
- Konstruksi Jembatan
- Peralatan Berat
- Komponen struktural dalam bangunan
Baja EH36 dipilih untuk aplikasi ini karena kekuatan tinggi, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan, yang penting untuk memastikan keselamatan dan keandalan dalam lingkungan yang menuntut.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lainnya
| Fitur/Sifat | Baja EH36 | S355J2 | A572 Kelas 50 | Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Kunci | Kekuatan tarik tinggi | Kekuatan tarik sedang | Kekuatan tarik tinggi | EH36 menawarkan ketangguhan yang lebih baik dibandingkan S355J2 |
| Aspek Ketahanan Korosi Kunci | Baik | Bagus | Baik | S355J2 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik |
| Kemampuan Pengelasan | Sangat Baik | Bagus | Bagus | Semuanya dapat dilas, tetapi EH36 lebih disukai untuk bagian tebal |
| Kemampuan Pemesinan | Sedang | Bagus | Bagus | S355J2 memiliki kemampuan pemesinan yang lebih baik |
| Formabilitas | Baik | Baik | Baik | Semua grade cocok untuk pembentukan |
| Estimasi Biaya Relatif | Sedang | Sedang | Sedang | Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Umum | Semua grade tersedia secara luas |
Ketika memilih baja EH36, pertimbangan termasuk efisiensi biaya, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik. Meskipun EH36 menawarkan sifat mekanis yang sangat baik, ketahanan korosinya mungkin memerlukan tindakan pelindung di lingkungan tertentu. Selain itu, kemampuannya untuk dilas menjadikannya pilihan pilih utama untuk struktur kompleks, tetapi grade alternatif mungkin lebih sesuai tergantung pada kebutuhan proyek tertentu.
Secara ringkas, baja EH36 adalah bahan yang serbaguna dan kokoh, ideal untuk aplikasi maritim dan struktural, dengan keseimbangan antara kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pengelasan yang memenuhi tuntutan industri pembuatan kapal.