Baja Nitralloy 135: Properti dan Aplikasi Utama

Stel Nitralloy 135 adalah baja paduan karbon menengah yang dirancang khusus untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi. Diklasifikasikan sebagai baja paduan, baja ini terutama mengandung elemen seperti kromium, molibdenum, dan nitrogen, yang secara signifikan meningkatkan sifat mekanis dan karakteristik kinerjanya. Penggabungan elemen paduan ini berkontribusi pada peningkatan kemampuan pengerasan, ketahanan aus, dan kekuatan kelelahan, menjadikan Nitralloy 135 cocok untuk aplikasi rekayasa yang menuntut.

Salah satu karakteristik paling signifikan dari Nitralloy 135 adalah kemampuannya untuk mencapai kekerasan permukaan yang tinggi melalui nitriding, suatu proses perlakuan panas yang menyebarkan nitrogen ke dalam permukaan baja. Ini menghasilkan permukaan yang keras dan tahan aus sambil mempertahankan inti yang tangguh, yang esensial untuk komponen yang dikenakan stres dan aus yang tinggi.

Kelebihan dan Keterbatasan

Kelebihan:
- Kekuatan dan Ketangguhan Tinggi: Nitralloy 135 menunjukkan kekuatan tarik dan ketahanan benturan yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk aplikasi tugas berat.
- Kemampuan Nitriding: Kemampuan untuk menjalani nitriding meningkatkan kekerasan permukaan tanpa mengorbankan ketangguhan inti.
- Machinability yang Baik: Kelas baja ini dapat dikerjakan dengan efektif, memungkinkan fabrikasi komponen yang presisi.

Keterbatasan:
- Biaya: Elemen paduan dan proses nitriding dapat membuat Nitralloy 135 lebih mahal dibandingkan dengan baja karbon standar.
- Masalah Weldability: Meskipun dapat dilas, perhatian khusus harus dilakukan untuk menghindari retak dan memastikan integritas sambungan.

Secara historis, Nitralloy 135 telah digunakan di berbagai industri, termasuk otomotif dan dirgantara, di mana komponen berkinerja tinggi sangat penting. Sifat uniknya menjadikannya material yang berharga di pasar, terutama untuk aplikasi yang memerlukan kombinasi kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus.

Nama Alternatif, Standar, dan Setara

Organisasi Standar	Nama/Gradasi	Negara/Region Asal	Catatan/Keterangan
UNS	G13500	USA	Setara terdekat dengan AISI 4140 dengan perbedaan komposisi kecil.
AISI/SAE	135	USA	Nama umum yang digunakan di Amerika Utara.
ASTM	A829	USA	Spesifikasi standar untuk plat baja paduan.
EN	1.8510	Europe	Setara Eropa dengan sifat serupa.
JIS	SCr 440	Japan	Kinerja serupa tetapi dengan elemen paduan yang berbeda.

Perbedaan antara kelas-kelas ini dapat mempengaruhi pemilihan berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu. Misalnya, meskipun G13500 dan AISI 4140 mirip, kemampuan nitriding Nitralloy 135 memberikan kekerasan permukaan yang lebih baik yang mungkin tidak dapat dicapai dengan AISI 4140.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Elemen (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.30 - 0.35
Cr (Kromium)	0.80 - 1.10
Mo (Molibdenum)	0.15 - 0.25
N (Nitrogen)	0.02 - 0.05
Mn (Mangan)	0.60 - 0.90
Si (Silikon)	0.15 - 0.40
P (Fosfor)	≤ 0.035
S (Belerang)	≤ 0.025

Elemen paduan utama dalam Nitralloy 135 memainkan peran penting:
- Kromium: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan korosi.
- Molibdenum: Meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dan meningkatkan ketangguhan.
- Nitrogen: Meningkatkan kekerasan permukaan melalui nitriding, berkontribusi pada ketahanan aus.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Temper	Temperatur Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrix)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dpending & Tempered	Suatu Temp	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Kekuatan Tarik (0.2% offset)	Dpending & Tempered	Suatu Temp	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Peregangan	Dpending & Tempered	Suatu Temp	12 - 18%	12 - 18%	ASTM E8
Kekerasan (HRC)	Dpending & Tempered	Suatu Temp	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Benturan (Charpy)	Suatu Temp	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi antara kekuatan tarik dan kekuatan batas yang tinggi, serta peregangan yang baik, menjadikan Nitralloy 135 cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan terhadap beban mekanik dan integritas struktural. Kekerasannya memungkinkannya untuk menahan aus di lingkungan yang menuntut.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrix)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	-	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Titik Leleh	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Konduktivitas Termal	20°C	45 W/m·K	31.2 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Haba Spesifik	20°C	0.46 kJ/kg·K	0.11 BTU/lb·°F
Resistivitas Elektrik	20°C	0.00065 Ω·m	0.00038 Ω·in

Sifat fisik kunci seperti kepadatan dan titik leleh sangat signifikan untuk aplikasi yang melibatkan operasi suhu tinggi. Konduktivitas termal menunjukkan seberapa baik material dapat melepaskan panas, yang penting dalam pemesinan kecepatan tinggi atau aplikasi dengan gesekan tinggi.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-5	25°C/77°F	Baik	Risiko korosi pitting.
Asam Sulfat	10-20	25°C/77°F	Kurang Baik	Tidak disarankan.
Larutan Alkalin	5-10	25°C/77°F	Baik	Ketahanan sedang.

Nitralloy 135 menunjukkan ketahanan korosi sedang, terutama di lingkungan alkali, tetapi rentan terhadap pitting di kondisi kaya klorida. Dibandingkan dengan baja tahan karat, seperti AISI 304, yang menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik, Nitralloy 135 mungkin tidak cocok untuk aplikasi yang terpapar agen korosif yang agresif.

Ketahanan Terhadap Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Max Suhu Layanan Kontinu	400°C	752°F	Sesuaikan untuk paparan berkepanjangan.
Max Suhu Layanan Intermittent	500°C	932°F	Paparan jangka pendek saja.
Temperatur Scaling	600°C	1112°F	Risiko oksidasi di atas suhu ini.

Pada suhu tinggi, Nitralloy 135 mempertahankan kekuatannya tetapi mungkin mengalami oksidasi jika terpapar udara. Penting untuk mempertimbangkan pelapis pelindung atau lingkungan terkendali untuk aplikasi yang melibatkan suhu tinggi.

Sifat Fabrikasi

Weldability

Proses Pengelasan	Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Fluks Pelindung Umum	Catatan
MIG	ER70S-6	Campuran Argon/CO2	Pemanasan awal disarankan.
TIG	ER80S-Ni	Argon	Memerlukan perlakuan panas pasca pengelasan.

Nitralloy 135 dapat dilas menggunakan proses standar, tetapi pemanasan awal sering kali diperlukan untuk mencegah retak. Perlakuan panas pasca pengelasan disarankan untuk mengurangi stres dan meningkatkan ketangguhan.

Machinability

Parameter Pemesinan	Nitralloy 135	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Machinability Relatif	60	100	Memerlukan alat tajam dan pendingin.
Kecepatan Pemotongan Tipikal	30 m/menit	50 m/menit	Sesuaikan berdasarkan keausan alat.

Machinability baik tetapi memerlukan perhatian yang cermat terhadap alat dan kondisi pemotongan untuk menghindari keausan yang berlebihan.

Formability

Nitralloy 135 menunjukkan formability yang sedang. Pembentukan dingin mungkin dilakukan, tetapi pembentukan panas lebih disukai untuk mengurangi risiko pengerasan kerja. Radius弯曲 direkomendasikan harus diikuti untuk menghindari retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pertemuan	700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F	1-2 jam	Udara atau minyak	Pelemahan, meningkatkan machinability.
Quenching	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 menit	Minyak	Pengerasan, meningkatkan kekuatan.
Tempering	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan, meningkatkan ketangguhan.

Proses perlakuan panas mengubah mikrostruktur Nitralloy 135 secara signifikan, meningkatkan sifat mekaniknya. Quenching meningkatkan kekerasan, sementara tempering membantu mengurangi stres dan meningkatkan keuletan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Otomotif	Gir dan poros	Kekuatan tinggi, ketangguhan, ketahanan aus	Penting untuk daya tahan.
Dirgantara	Komponen roda pendaratan	Rasio kekuatan-terhadap-berat tinggi	Kritis untuk keselamatan dan kinerja.
Mesin	Peralatan dan cetakan	Kekerasan, machinability	Presisi diperlukan untuk operasi.

Aplikasi lainnya termasuk:
- Minyak dan gas: Komponen yang terpapar stres tinggi dan aus.
- Mesin berat: Bagian yang memerlukan ketahanan kelelahan tinggi.

Nitralloy 135 dipilih untuk aplikasi ini karena kombinasi unik kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus, menjadikannya ideal untuk komponen yang harus bertahan dalam kondisi operasi yang keras.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	Nitralloy 135	AISI 4140	8620	Keterangan Singkat Pro/Kon atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan Tinggi	Menengah	Menengah	Nitralloy 135 unggul dalam kekuatan.
Aspek Korosi Utama	Menengah	Baik	Baik	Nitralloy 135 kurang tahan korosi.
Weldability	Menengah	Baik	Baik	Memerlukan perhatian untuk menghindari retak.
Machinability	Baik	Sangat Baik	Menengah	Memerlukan alat spesifik.
Formability	Menengah	Baik	Baik	Pembentukan panas lebih disukai.
Biaya Relatif Aproksimasi	Lebih Tinggi	Menengah	Lebih Rendah	Biaya dapat menjadi faktor dalam pemilihan.
Ketersediaan Tipikal	Menengah	Tinggi	Tinggi	Ketersediaan dapat bervariasi berdasarkan wilayah.

Saat memilih Nitralloy 135, pertimbangan termasuk cost-effectiveness relatif terhadap persyaratan kinerja, ketersediaan di pasar, dan kebutuhan aplikasi spesifik. Sifat uniknya menjadikannya cocok untuk aplikasi berkinerja tinggi, tetapi pengguna potensial harus mempertimbangkan manfaatnya terhadap biaya dan tantangan fabrikasi yang terkait.

Kesimpulannya, Nitralloy 135 adalah kelas baja yang serbaguna yang menawarkan kombinasi unik antara kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi rekayasa yang menuntut. Sifatnya, meskipun menguntungkan, memerlukan pertimbangan cermat dalam hal fabrikasi dan aplikasi untuk memaksimalkan kinerja dan umur panjang.