Besi Maraging 300: Sifat dan Aplikasi Utama

Maraging 300 Steel (C300/M300) adalah baja berkekuatan tinggi dengan karbon rendah yang termasuk dalam keluarga baja maraging. Ini terutama diklasifikasikan sebagai baja paduan karbon rendah, yang terkenal karena kombinasi unik kekuatan, ketangguhan, dan kelenturannya. Elemen paduan utama dalam Maraging 300 termasuk nikel, kobalt, molibdenum, dan titanium, yang berkontribusi signifikan terhadap sifat mekanis dan kinerja keseluruhannya.

Tinjauan Komprehensif

Baja Maraging 300 dicirikan oleh kekuatan dan ketangguhannya yang luar biasa, dicapai melalui proses penuaan unik yang mengubah mikrostruktur baja. Kandungan karbon rendah meminimalkan risiko kerapuhan, sementara kandungan nikel yang tinggi meningkatkan kemampuannya untuk dipadatkan. Penambahan kobalt dan molibdenum lebih lanjut meningkatkan kekuatan dan ketahanan ausnya, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang menuntut.

Karakteristik paling signifikan dari Maraging 300 meliputi:

• Kekuatan Tarik Tinggi: Umumnya melebihi 2,000 MPa (290 ksi), menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan kapasitas beban tinggi.
• Ketangguhan yang Sangat Baik: Mempertahankan ketangguhan bahkan pada suhu rendah, yang kritis untuk aplikasi dalam lingkungan ekstrem.
• Kemudahan Pengelasan yang Baik: Dapat dilas menggunakan teknik standar, meskipun disarankan untuk melakukan pemanasan awal dan perlakuan pasca-lasan untuk menghindari retakan.

Keuntungan dan Keterbatasan

Keuntungan	Keterbatasan
Rasio kekuatan terhadap berat yang luar biasa	Biaya lebih tinggi dibandingkan dengan baja konvensional
Kemudahan kelenturan dan ketangguhan yang baik	Ketahanan korosi terbatas di lingkungan tertentu
Performa pemesinan yang sangat baik	Memerlukan perlakuan panas yang hati-hati untuk mencapai sifat yang diinginkan

Maraging 300 umumnya digunakan dalam penerbangan, alat, dan aplikasi berkinerja tinggi berkat sifat mekanisnya yang unggul. Secara historis, ini telah berperan penting dalam pengembangan bahan canggih untuk aplikasi rekayasa kritis.

Nama Alternatif, Standar, dan Kesetaraan

Organisasi Standar	Penunjukan/Pangkat	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	K93120	AS	Setara terdekat dengan AISI 300M
AISI/SAE	300M	AS	Perbedaan komposisi kecil yang perlu diperhatikan
ASTM	A787	AS	Spesifikasi standar untuk baja maraging
EN	1.6350	Eropa	Pangkat setara dengan sifat serupa
JIS	SCS14	Jepang	Kinerja serupa tetapi dengan elemen paduan yang berbeda

Perbedaan antara pangkat-pangkat ini dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu, terutama dalam hal kekuatan dan ketahanan korosi. Misalnya, meskipun K93120 dan 300M menawarkan kekuatan tinggi, proses perlakuan panas spesifik dapat menghasilkan tingkat ketangguhan yang berbeda.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
Ni (Nikel)	17.0 - 19.0
Co (Kobalt)	8.0 - 9.0
Mo (Molibdenum)	4.0 - 5.0
Ti (Titanium)	0.5 - 1.0
C (Karbon)	≤ 0.03
Fe (Besi)	Seimbang

Elemen paduan utama dalam Maraging 300 memainkan peran penting dalam kinerjanya:
- Nikel: Meningkatkan kemampuannya untuk dipadatkan dan kekuatan.
- Kobalt: Meningkatkan kekuatan dan kekerasan pada suhu tinggi.
- Molibdenum: Meningkatkan ketahanan terhadap pelunakan pada suhu tinggi.
- Titanium: Membantu dalam pemurnian butir dan berkontribusi terhadap kekuatan.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Suhu	Suhu Uji	Nilai Umum/Rentang (Metrik)	Nilai Umum/Rentang (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dileskan	Suhu Ruang	2,000 - 2,200 MPa	290 - 320 ksi	ASTM E8
Kekuatan Tumpu (0.2% offset)	Dileskan	Suhu Ruang	1,800 - 2,000 MPa	261 - 290 ksi	ASTM E8
Perpanjangan	Dileskan	Suhu Ruang	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (Rockwell C)	Dileskan	Suhu Ruang	40 - 45 HRC	40 - 45 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak (Charpy)	Dileskan	-196 °C	50 - 70 J	37 - 52 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi sifat mekanik ini membuat Maraging 300 sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi, seperti komponen penerbangan dan alat.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kerapatan	Suhu Ruang	8.0 g/cm³	0.289 lb/in³
Titik Leleh	-	1,400 °C	2,552 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	20 W/m·K	13 BTU·in/h·ft²·°F
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	500 J/kg·K	0.119 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0.7 µΩ·m	0.0000007 Ω·m

Signifikansi praktis dari kerapatan dan titik leleh Maraging 300 sangat penting untuk aplikasi di bidang penerbangan, di mana penghematan berat sangat penting, dan komponen harus tahan pada suhu tinggi tanpa deformasi.

Ketahanan Korosi

Agens Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60	Baik	Risiko korosi pitting
Asam Sulfat	10-30	20-40	Buruk	Tidak disarankan
Air Laut	-	20-30	Baik	Ketahanan sedang

Maraging 300 menunjukkan ketahanan sedang terhadap korosi, terutama di lingkungan klorida, tetapi rentan terhadap pitting dan retakan korosi tegangan. Dibandingkan dengan baja tahan karat seperti 316L, yang menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, Maraging 300 mungkin memerlukan lapisan pelindung atau perlakuan permukaan di lingkungan yang agresif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Kontinu Maks	300 °C	572 °F	Cocok untuk aplikasi suhu tinggi
Suhu Layanan Intermiten Maks	400 °C	752 °F	Dapat menahan paparan suhu lebih tinggi dalam jangka pendek
Suhu Scaling	600 °C	1,112 °F	Risiko oksidasi di atas suhu ini

Pada suhu tinggi, Maraging 300 mempertahankan kekuatan dan kekerasannya tetapi mungkin mengalami oksidasi. Perlakuan panas yang tepat dapat meningkatkan kinerjanya dalam aplikasi suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Disarankan (Klasifikasi AWS)	Gas/Penyalur Pelindung yang Umum	Catatan
TIG	ERNiCrMo-3	Argon	Pemanasan awal disarankan
MIG	ERNiCrMo-3	Argon/CO2	Perlakuan panas pasca-las diperlukan

Maraging 300 dapat dilas menggunakan teknik standar, tetapi pemanasan awal dan perlakuan panas pasca-las sangat penting untuk mencegah retakan dan memastikan sifat mekanis yang optimal.

Performa Pemesinan

Parameter Pemesinan	Maraging 300	AISI 1212	Catatan/Tips
Indeks Kemudahan Pemesinan Relatif	70	100	Memerlukan peralatan berkecepatan tinggi
Kecepatan Pemotongan Umum (Turning)	50 m/menit	80 m/menit	Gunakan alat karbida untuk hasil terbaik

Maraging 300 menunjukkan kemudahan pemesinan yang baik, tetapi perhatian harus diberikan untuk menggunakan kecepatan pemotongan dan alat yang tepat agar tidak terjadi pengerasan kerja.

Formabilitas

Maraging 300 cocok untuk proses pembentukan dingin dan panas. Namun, karena kekuatannya yang tinggi, ini mungkin memerlukan gaya yang lebih tinggi selama operasi pembentukan. Bahan ini menunjukkan kelenturan yang baik, memungkinkan bentuk kompleks dibentuk tanpa retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Umum	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pemanasan Larutan	820-850 °C / 1,508-1,562 °F	1-2 jam	Pendinginan Udara	Menghilangkan presipitasi, memperhalus struktur butir
Penuaan	480-500 °C / 896-932 °F	4-8 jam	Pendinginan Udara	Meningkatkan kekuatan melalui penguatan presipitasi

Proses perlakuan panas secara signifikan mempengaruhi mikrostruktur Maraging 300, meningkatkan sifat mekaniknya dan memastikan kinerja optimal dalam aplikasi.

Aplikasi dan Penggunaan Utama

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan
Penerbangan	Gear pendaratan pesawat	Kekuatan tinggi, ketangguhan	Aplikasi beban kritis
Alat	cetakan untuk pencetakan injeksi	Ketahanan aus tinggi, kemudahan pemesinan	Presisi dan daya tahan yang dibutuhkan
Otomotif	Komponen berkinerja tinggi	Ringan, kekuatan tinggi	Peningkatan kinerja

Aplikasi lain meliputi:

• • Peralatan berkecepatan tinggi
• • Komponen struktural dalam penerbangan
• • Peralatan olahraga (misalnya, klub golf)

Maraging 300 dipilih untuk aplikasi ini karena kombinasi unik dari kekuatan tinggi, ketangguhan, dan kemudahan pemesinan, menjadikannya ideal untuk komponen yang harus tahan terhadap kondisi ekstrem.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Maraging 300	AISI 4340	17-4 PH	Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan tinggi	Kekuatan sedang	Kekuatan tinggi	Maraging 300 menawarkan ketangguhan yang unggul
Aspek Korosi Utama	Baik	Baik	Sangat baik	17-4 PH lebih baik untuk ketahanan korosi
Kemudahan Pemesinan	Baik	Baik	Baik	Maraging 300 lebih mudah untuk diproses dibandingkan 4340
Perkiraan Biaya Relatif	Tinggi	Sedang	Tinggi	Pertimbangan biaya dapat membatasi penggunaan
Ketersediaan Umum	Sedang	Tinggi	Tinggi	Ketersediaan dapat memengaruhi jadwal proyek

Ketika memilih Maraging 300, pertimbangan mencakup biaya-efektivitas, ketersediaan, dan persyaratan kinerja spesifik. Meskipun menawarkan sifat mekanik yang luar biasa, biayanya yang lebih tinggi dibandingkan dengan baja konvensional dapat membatasi penggunaannya pada aplikasi khusus. Selain itu, sifat magnetiknya menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan bahan non-magnetik.

Secara ringkas, Baja Maraging 300 adalah material berkinerja tinggi yang unggul dalam aplikasi yang menuntut kekuatan, ketangguhan, dan kemudahan pemesinan. Sifat uniknya menjadikannya pilihan yang dianggap baik dalam sektor penerbangan, alat, dan teknik berkinerja tinggi.