Besi S136: Properti dan Aplikasi Utama dalam Pencetakan

Stainless steel S136, juga dikenal sebagai baja cetakan stainless, adalah baja alat berkinerja tinggi yang terutama digunakan dalam pembuatan cetakan dan dies. Dikelompokkan sebagai baja tahan karat austenitik, S136 dicirikan oleh ketahanan korosinya yang tinggi, kemampuan untuk dipoles yang sangat baik, dan kemampuan mesin yang baik. Unsur paduan utama dalam S136 termasuk kromium (Cr), nikel (Ni), dan molibdenum (Mo), yang secara signifikan berkontribusi terhadap sifat-sifatnya.

Tinjauan Menyeluruh

Baja S136 dirancang untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan aus yang tinggi dan perlindungan terhadap korosi. Komposisinya biasanya mencakup sekitar 13% kromium, 0,3% karbon, dan 1% molibdenum, yang meningkatkan kekerasan dan ketangguhannya. Baja ini sering digunakan dalam produksi cetakan untuk injeksi plastik, di mana kemampuannya untuk bertahan terhadap suhu tinggi dan lingkungan korosif sangat penting.

Keuntungan:
- Ketahanan Korosi: S136 menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap karat dan korosi, menjadikannya cocok untuk digunakan di lingkungan yang lembab atau agresif secara kimia.
- Kekerasan Tinggi: Baja ini dapat mencapai tingkat kekerasan yang tinggi, yang bermanfaat untuk ketahanan aus dalam aplikasi cetakan.
- Kemampuan untuk Dipoles: S136 dapat dipoles hingga hasil akhir yang tinggi, yang penting untuk aplikasi estetika dan mengurangi gesekan pada permukaan cetakan.

Keterbatasan:
- Biaya: S136 umumnya lebih mahal daripada baja alat lainnya karena unsur paduan dan persyaratan pemrosesannya.
- Keberlanjutan Las: Meskipun bisa dilas, tindakan pencegahan khusus harus diambil untuk menghindari retak dan memastikan integritas sambungan yang tepat.

Secara historis, S136 telah mendapatkan popularitas di industri pembuatan cetakan karena kinerjanya yang superior dibandingkan dengan baja karbon tradisional. Sifatnya yang unik telah memposisikan S136 sebagai pilihan yang diutamakan untuk cetakan berkualitas tinggi, khususnya di industri plastik.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Gradasi	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S13600	USA	Setara terdekat dengan AISI 420
AISI/SAE	AISI 420	USA	Perbedaan komposisional kecil
ASTM	ASTM A681	USA	Spesifikasi untuk baja alat tahan karat
EN	EN 1.2083	Eropa	Gradasi setara dengan sifat serupa
JIS	JIS SUS420J2	Jepang	Ketahanan korosi serupa tetapi sifat mekanik berbeda

Tabel di atas menyoroti berbagai standar dan ekivalen untuk baja S136. Perlu dicatat bahwa meskipun AISI 420 sering dianggap setara, tetapi mungkin tidak memberikan tingkat ketahanan korosi atau kemampuan untuk dipoles yang sama, yang sangat penting dalam aplikasi cetakan.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0,30 - 0,40
Cr (Kromium)	12,0 - 14,0
Ni (Nikel)	0,5 - 1,0
Mo (Molibdenum)	0,5 - 1,0
Mn (Mangan)	1,0 maks
Si (Silikon)	1,0 maks
P (Fosfor)	0,03 maks
S (Belerang)	0,03 maks

Unsur paduan utama dalam baja S136 memainkan peran penting:
- Kromium: Meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan kekerasan.
- Nikel: Meningkatkan ketangguhan dan keuletan.
- Molibdenum: Meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap korosi pitting.

Sifat Mekanik

Sifat	Kondisi/Suasana	Suhu Uji	Nilai/ Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/ Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Ditempa	Suhu Ruang	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Kekuatan Tahan (offset 0,2%)	Ditempa	Suhu Ruang	400 - 600 MPa	58 - 87 ksi	ASTM E8
Panjangnya	Ditempa	Suhu Ruang	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Kekerasan (HRC)	Ditempa	Suhu Ruang	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Kekuatan Impak	Ditempa	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Sifat mekanik baja S136 membuatnya cocok untuk aplikasi yang melibatkan beban mekanik yang signifikan. Kekuatan tarik dan kekuatan tahan yang tinggi memastikan integritas struktural dalam keadaan tertekan, sedangkan perpanjangan menunjukkan keuletan yang baik, memungkinkan deformasi tanpa patah.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Nilai (Metrik)	Nilai (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7,8 g/cm³	0,282 lb/in³
Titik Leleh/Rentang	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	25 W/m·K	14,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Kapasitas Kalor Spesifik	Suhu Ruang	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0,72 µΩ·m	0,0000013 Ω·in

Sifat fisik utama seperti kepadatan dan titik leleh signifikan untuk pemrosesan dan aplikasi. Titik leleh yang relatif tinggi memungkinkan S136 mempertahankan integritasnya pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi suhu tinggi.

Ketahanan Korosi

Agens Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Klorida	3-10	20-60 / 68-140	Baik	Risiko pitting
Asam	10-20	20-40 / 68-104	Adil	Rentan terhadap retak korosi stres
Larutan Alkalin	5-15	20-60 / 68-140	Sangat Baik	Tahan terhadap lingkungan alkali
Atmosfer	-	-	Sangat Baik	Baik untuk aplikasi luar ruangan

Baja S136 menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai lingkungan korosif, khususnya dalam larutan alkali. Namun, ia rentan terhadap korosi pitting di lingkungan kaya klorida dan retak korosi stres dalam kondisi asam. Dibandingkan dengan gradasi lain seperti AISI 420 dan AISI 440C, S136 menawarkan ketahanan korosi yang superior, khususnya di lingkungan lembab dan agresif secara kimia.

Ketahanan Terhadap Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Suhu Layanan Berkelanjutan Maks	300	572	Cocok untuk paparan berkepanjangan
Suhu Layanan Seling Maks	400	752	Paparan jangka pendek saja
Suhu Scaling	600	1112	Risiko oksidasi di atas suhu ini
Pertimbangan Kekuatan Creep	400	752	Mulai terdegradasi pada suhu ini

Baja S136 mempertahankan sifat mekaniknya pada suhu tinggi, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan panas. Namun, perhatian harus diambil untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas 300 °C, karena ini dapat menyebabkan oksidasi dan degradasi material.

Sifat Fabrikasi

Keberlanjutan Las

Proses Pengelasan	Logam Isian yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Viskositas Pelindung Tipikal	Catatan
TIG	ER 308L	Argon	Preheat direkomendasikan
MIG	ER 308L	Campuran Argon + CO2	Perlakuan panas pasca-lasan disarankan

Baja S136 dapat dilas menggunakan proses standar seperti TIG dan MIG. Namun, pemanasan awal disarankan untuk meminimalkan risiko retak. Perlakuan panas pasca-lasan dapat membantu meredakan stres dan meningkatkan integritas keseluruhan lasan.

Kemampuan Mesin

Parameter Pemesinan	Baja S136	AISI 1212	Catatan/Tip
Indeks Kemampuan Mesin Relatif	70	100	Kemampuan mesin sedang
Kecepatan Pemotongan Tipikal	30 m/menit	50 m/menit	Sesuaikan untuk keausan alat

Baja S136 memiliki kemampuan mesin sedang dibandingkan dengan baja acuan seperti AISI 1212. Kecepatan pemotongan dan alat yang optimal harus digunakan untuk mencapai hasil terbaik, dan perhatian harus diambil untuk menghindari produksi panas yang berlebihan selama pemesinan.

Formabilitas

Baja S136 menunjukkan formabilitas yang baik, memungkinkan untuk proses pembentukan dingin dan panas. Namun, karena kekerasannya yang tinggi, perhatian harus diambil untuk menghindari pengerasan karena kerja selama pembentukan dingin. Jari-jari bengkok yang direkomendasikan harus dipatuhi untuk mencegah retak.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Annealing	800 - 850 / 1472 - 1562	1 - 2 jam	Udara	Melembutkan, meningkatkan kemampuan mesin
Pengerasan	1000 - 1100 / 1832 - 2012	30 menit	Minyak	Meningkatkan kekerasan
Pembajaan	200 - 300 / 392 - 572	1 jam	Udara	Mengurangi kerapuhan

Proses perlakuan panas mempengaruhi struktur mikro dan sifat baja S136 secara signifikan. Annealing melembutkan material, meningkatkan kemampuan mesin, sementara pengerasan meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus. Pembajaan sangat penting untuk mengurangi kerapuhan dan meningkatkan ketangguhan.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Kunci yang Dimanfaatkan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan
Otomotif	Cetakan injeksi untuk bumper	Kekerasan tinggi, ketahanan korosi	Daya tahan dan umur panjang
Barang Konsumen	Cetakan untuk barang-barang rumah tangga	Kemampuan pemolesan yang sangat baik, ketahanan aus	Hasil estetika dan performa
Perangkat Medis	Cetakan instrumen bedah	Ketahanan korosi, biokompatibilitas	Keamanan dan kebersihan

Aplikasi lainnya termasuk:
- Cetakan untuk komponen elektronik
- Peralatan pemrosesan makanan
- Komponen dirgantara

Baja S136 dipilih untuk aplikasi ini karena kombinasi unik dari kekerasan, ketahanan korosi, dan kemampuan untuk mencapai hasil akhir yang berkualitas tinggi, menjadikannya ideal untuk persyaratan fungsional dan estetika.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lanjutan

Fitur/Sifat	Baja S136	AISI 420	AISI 440C	Catatan Pro/Kon Singkat atau Trade-off
Sifat Mekanik Utama	Kekerasan tinggi	Kekerasan sedang	Kekerasan tinggi	S136 menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan AISI 420
Aspek Korosif Utama	Sangat baik	Baik	Adil	S136 lebih unggul di lingkungan korosif
Keberlanjutan Las	Sedang	Baik	Buruk	S136 memerlukan praktik pengelasan yang hati-hati
Kemampuan Mesin	Sedang	Baik	Buruk	AISI 420 lebih mudah diproses
Formabilitas	Baik	Adil	Buruk	S136 dapat dibentuk dengan hati-hati
Perkiraan Biaya Relatif	Tinggi	Sedang	Sedang	S136 lebih mahal karena unsur paduan
Ketersediaan Tipikal	Sedang	Tinggi	Tinggi	S136 mungkin tidak tersedia seluas AISI 420

Ketika memilih baja S136, pertimbangan termasuk biaya-efektif, ketersediaan, dan persyaratan aplikasi spesifik. Sifat-sifat uniknya membuatnya cocok untuk aplikasi berkinerja tinggi, tetapi biaya yang lebih tinggi dan kemampuan mesin yang sedang dapat membatasi penggunaannya dalam beberapa skenario. Memahami trade-off antara S136 dan gradasi alternatif sangat penting untuk pemilihan material yang optimal dalam aplikasi teknik.