Kelas 8 Baja: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Grade 8 Steel, sering disebut sebagai Fastener Grade 8, adalah baja berkekuatan tinggi yang umum digunakan dalam berbagai aplikasi teknik, khususnya pada pengikat seperti baut dan sekrup. Kelas baja ini diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon sedang, yang terutama dipadukan dengan elemen seperti karbon, mangan, dan krom. Kehadiran elemen paduan ini secara signifikan meningkatkan sifat mekaniknya, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang menuntut.
Ikhtisar Menyeluruh
Grade 8 Steel ditandai oleh kekuatan tarik yang tinggi, biasanya berkisar antara 150.000 psi (1.034 MPa) hingga 180.000 psi (1.241 MPa). Elemen paduan utamanya meliputi:
- Karbon (C): Meningkatkan kekerasan dan kekuatan.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan tarik.
- Krom (Cr): Meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasan.
Elemen-elemen ini berkontribusi pada kinerja keseluruhan baja, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan daya tahan tinggi.
Keuntungan dari Grade 8 Steel:
- Kekuatan Tinggi: Cocok untuk aplikasi yang berat.
- Daya Tahan: Ketahanan aus yang sangat baik.
- Fleksibilitas: Dapat digunakan dalam berbagai lingkungan dan aplikasi.
keterbatasan Grade 8 Steel:
- Kerapuhan: Konten karbon yang lebih tinggi dapat menyebabkan kerapuhan jika tidak diperlakukan panas dengan tepat.
- Keberagaman dalam Pengelasan: Sulit untuk dilas karena kekuatan dan kekerasannya yang tinggi.
- Biaya: Umumnya lebih mahal dibandingkan dengan baja kelas lebih rendah.
Secara historis, Grade 8 Steel telah menjadi bahan pokok di industri seperti otomotif dan konstruksi, di mana pengikat berkekuatan tinggi sangat penting untuk keselamatan dan kinerja.
Nama Alternatif, Standar, dan Setara
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| ASTM | A325 | AS | Umumnya digunakan untuk baut struktural |
| SAE | J429 Grade 8 | AS | Standar pengikat untuk baut berkekuatan tinggi |
| UNS | G41400 | AS | Setara terdekat, perbedaan komposisi minor |
| ISO | 898-1 | Internasional | Sifat yang mirip, tetapi standar pengujian yang berbeda |
| DIN | 10.9 | Jerman | Kekuatan yang dapat dibandingkan, tetapi karakteristik keuletan yang berbeda |
Perbedaan antara kelas-kelas ini sering terletak pada sifat mekaniknya yang spesifik dan proses perlakuan panas, yang dapat mempengaruhi kinerja dalam berbagai aplikasi. Misalnya, meskipun Grade 8 dan DIN 10.9 mungkin memiliki kekuatan tarik yang mirip, keuletan dan kemampuan pengelasan mereka dapat berbeda, memengaruhi kesesuaiannya untuk tugas tertentu.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.28 - 0.55 |
| Mn (Mangan) | 0.60 - 0.90 |
| Cr (Krom) | 0.18 - 0.25 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.04 |
| S (Belerang) | ≤ 0.05 |
Elemen paduan kunci dalam Grade 8 Steel memainkan peran penting:
- Karbon: Meningkatkan kekerasan dan kekuatan, tetapi jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan kerapuhan.
- Mangan: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan tarik, meningkatkan kinerja baja di bawah tekanan.
- Krom: Menyediakan ketahanan korosi dan berkontribusi terhadap kekerasan keseluruhan baja.
Sifat Mekanis
| Sifat | Kondisi/Temperatur | Suhu Uji | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruang | 1.034 - 1.241 MPa | 150 - 180 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Lentur (offset 0.2%) | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruang | 827 - 1.034 MPa | 120 - 150 ksi | ASTM E8 |
| Pemanjangan | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruang | 12 - 20% | 12 - 20% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Rockwell C) | Dipadamkan & Ditemper | Suhu Ruang | 28 - 34 HRC | 28 - 34 HRC | ASTM E18 |
| Kekuatan Impak | Dipadamkan & Ditemper | -20°C (-4°F) | 27 - 40 J | 20 - 30 ft-lbf | ASTM E23 |
Kombinasi dari sifat mekanis ini membuat Grade 8 Steel sangat cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban mekanis tinggi dan persyaratan integritas struktural, seperti pada komponen otomotif dan mesin berat.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kerapatan | Suhu Ruang | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| Titik Leleh | - | 1.540 °C | 2.804 °F |
| Kekuatan Termal | Suhu Ruang | 45 W/m·K | 31 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
| Kapasitas Kalor Spesifik | Suhu Ruang | 0.49 kJ/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.000001 Ω·m | 0.000001 Ω·in |
Sifat fisik kunci seperti kerapatan dan titik leleh sangat signifikan untuk aplikasi di mana berat dan stabilitas termal sangat penting. Kekuatan termal menunjukkan seberapa baik baja dapat mengeluarkan panas, yang penting dalam aplikasi suhu tinggi.
Ketahanan Korosi
| Agens Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C/°F) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Klorida | 3-5 | 25°C (77°F) | Cukup | Risiko pitting |
| Asam Sulfat | 10 | 20°C (68°F) | Buruk | Tidak direkomendasikan |
| Atmosfer | - | - | Baik | Ketahanan moderat |
Grade 8 Steel menunjukkan ketahanan korosi moderat, terutama di lingkungan atmosfer. Namun, ia rentan terhadap pitting di lingkungan yang kaya klorida dan tidak direkomendasikan untuk digunakan dalam kondisi asam. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti 304 atau 316, ketahanan korosi Grade 8 Steel jauh lebih rendah, menjadikannya kurang cocok untuk aplikasi maritim atau yang sangat korosif.
Ketahanan Terhadap Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Max Suhu Layanan Kontinu | 400 °C | 752 °F | Di atas ini, sifat menurun |
| Max Suhu Layanan Intermiten | 500 °C | 932 °F | Hanya untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Pengelupasan | 600 °C | 1.112 °F | Risiko oksidasi di luar ini |
Pada suhu yang tinggi, Grade 8 Steel mempertahankan kekuatannya tetapi dapat mengalami oksidasi dan pengelupasan, yang dapat mengompromikan integritasnya. Perlakuan panas yang tepat dapat meningkatkan kinerjanya dalam aplikasi suhu tinggi, tetapi harus hati-hati untuk menghindari paparan berkepanjangan pada kondisi ekstrem.
Sifat Pembuatan
Keberagaman dalam Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Flux Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon/CO2 | Preheat direkomendasikan |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Memerlukan perlakuan panas pasca pengelasan |
Grade 8 Steel sulit untuk dilas karena kekuatan dan kekerasannya yang tinggi. Pemanasan awal sebelum pengelasan dan perlakuan panas setelah pengelasan sering kali diperlukan untuk mencegah retak dan memastikan integritas las.
Kemudahan Mesin
| Parameter Pemesinan | Grade 8 Steel | AISI 1212 | Catatan/Saran |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemudahan Mesin Relatif | 60% | 100% | Memerlukan kecepatan lebih lambat |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Penggilingan) | 30 m/menit | 50 m/menit | Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik |
Pemesinan Grade 8 Steel memerlukan pertimbangan yang cermat terhadap kecepatan pemotongan dan alat. Alat karbida direkomendasikan karena kekerasan material, dan kecepatan yang lebih lambat mungkin diperlukan untuk mencapai hasil yang optimal.
Formabilitas
Grade 8 Steel menunjukkan formabilitas terbatas karena kandungan karbon yang tinggi. Pembentukan dingin dimungkinkan tetapi dapat menyebabkan pengerasan kerja, sementara pembentukan panas lebih memungkinkan. Radius dapat membengkokkan minimum harus dihitung dengan cermat untuk menghindari retak.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Rendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Jangan Dipapak | 800 - 900 °C / 1.472 - 1.652 °F | 30 menit | Minyak atau Air | Meningkatkan kekerasan dan kekuatan |
| Tempering | 400 - 600 °C / 752 - 1.112 °F | 1 jam | Udara | Mengurangi kerapuhan, meningkatkan keuletan |
Proses perlakuan panas seperti quenching dan tempering sangat penting untuk mencapai sifat mekanis yang diinginkan pada Grade 8 Steel. Proses ini mengubah mikrostruktur, meningkatkan kekerasan sambil menyeimbangkan keuletan.
Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Otomotif | Komponen mesin | Kekuatan tarik tinggi, daya tahan | Diperlukan untuk keselamatan dan kinerja |
| Konstruksi | Baut struktural | Kekuatan tinggi, ketahanan korosi | Esensial untuk integritas struktural |
| Mesin Berat | Pengikat peralatan | Ketahanan aus, kapasitas beban tinggi | Kritikal untuk keandalan operasional |
Aplikasi lainnya termasuk:
- Komponen dirgantara
- Mesin pertanian
- Perkakas maritim
Grade 8 Steel dipilih untuk aplikasi ini karena kemampuannya untuk menahan beban berat dan lingkungan yang keras, memastikan keselamatan dan keandalan.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | Grade 8 Steel | AISI 304 Baja Tahan Karat | AISI 4140 Baja Paduan | Catatan Pro/Kon atau Perdagangan Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanis Kunci | Kekuatan tinggi | Kekuatan sedang | Kekuatan tinggi | Grade 8 unggul dalam kekuatan tarik |
| Aspek Korosi Kunci | Cukup | Luar biasa | Buruk | Grade 8 kurang tahan terhadap korosi |
| Keberagaman dalam Pengelasan | Sulit | Baik | Sedang | Pengelasan memerlukan perhatian khusus untuk Grade 8 |
| Kemudahan Mesin | Sedang | Baik | Sedang | Grade 8 lebih sulit untuk dimasuki |
| Formabilitas | Terbatas | Baik | Sedang | Grade 8 memiliki kemampuan pembentukan yang terbatas |
| Biaya Relatif Aproksimasi | Sedang | Tinggi | Sedang | Biaya bervariasi berdasarkan kondisi pasar |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Kurang umum | Grade 8 tersedia secara luas |
Saat memilih Grade 8 Steel, pertimbangan seperti biaya, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik sangat penting. Meskipun menawarkan kekuatan superior, keterbatasan dalam ketahanan korosi dan kemampuan pengelasan harus diperhitungkan dengan tuntutan aplikasi.
Singkatnya, Grade 8 Steel adalah material yang kuat ideal untuk aplikasi berkekuatan tinggi, tetapi pertimbangan cermat tentang sifat dan keterbatasannya sangat penting untuk kinerja optimal dalam desain teknik.