S275JR Baja: Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Stel S275JR adalah kelas baja struktural Eropa yang termasuk dalam kategori baja rendah karbon. Ini terutama digunakan dalam konstruksi dan aplikasi struktural karena kemampuan pengelasan dan pemesinan yang luar biasa. Kelas ini ditandai dengan kekuatan hasil 275 MPa, yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi teknik. Elemen paduan utama dalam S275JR termasuk karbon (C), mangan (Mn), dan silikon (Si), yang berkontribusi pada sifat mekaniknya dan kinerja secara keseluruhan.
Tinjauan Menyeluruh
S275JR diklasifikasikan sebagai kelas baja struktural menurut standar Eropa EN 10025. Kandungan karbon yang rendah (biasanya sekitar 0,2% hingga 0,25%) memastikan ketahanan dan ketangguhan yang baik, menjadikannya ideal untuk aplikasi struktural di mana fleksibilitas dan kekuatan diperlukan. Penambahan mangan meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan baja, sementara silikon meningkatkan ketahanannya terhadap oksidasi dan deoksidasi selama proses pembuatan baja.
Karakteristik Utama:
- Kekuatan Hasil: Kekuatan hasil minimum 275 MPa.
- Kekuatan Tarik: Biasanya berkisar antara 410 hingga 560 MPa.
- Duktibilitas: Sifat regangan yang baik, biasanya sekitar 20% dalam 50 mm.
- Kemudahan Pengelasan: Sangat baik, cocok untuk berbagai proses pengelasan.
Kelebihan:
- Serbaguna: Cocok untuk berbagai aplikasi, termasuk balok, kolom, dan rangka.
- Biaya-efektif: Umumnya biaya lebih rendah dibandingkan baja berkekuatan lebih tinggi.
- Kemudahan Pembuatan: Kemudahan pemesinan dan pengelasan yang baik.
Limitasi:
- Ketahanan Korosi: Sedang; mungkin memerlukan pelapisan pelindung di lingkungan yang agresif.
- Limitasi Kekuatan: Tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi.
Secara historis, S275JR telah banyak digunakan dalam industri konstruksi, khususnya di Eropa, karena keseimbangan antara kekuatan dan duktibilitasnya. Umumnya di pasar, membuatnya menjadi pilihan utama bagi insinyur struktural dan pabrik.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Penunjukan/Kelas | Negara/Wilayah Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| EN | S275JR | Eropa | Kelas baja struktural standar |
| ASTM | A36 | AS | Ekivalen terdekat, kekuatan hasil sedikit lebih rendah |
| DIN | St37-2 | Jerman | Perbedaan komposisi kecil |
| JIS | SS400 | Jepang | Sifat serupa, tetapi mungkin bervariasi dalam kekuatan hasil |
| ISO | S275 | Internasional | Penunjukan ekivalen umum |
Sementara S275JR sering dibandingkan dengan kelas seperti A36 dan SS400, perbedaan halus dalam komposisi kimia dan sifat mekanik dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Misalnya, A36 memiliki kekuatan hasil sedikit lebih rendah, yang mungkin menjadi pertimbangan dalam desain struktural.
Sifat Utama
Komposisi Kimia
| Unsur (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.14 - 0.22 |
| Mn (Mangan) | 1.0 - 1.6 |
| Si (Silikon) | 0.0 - 0.4 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.04 |
| S (Belerang) | ≤ 0.04 |
Elemen paduan utama dalam S275JR memainkan peran penting:
- Karbon (C): Meningkatkan kekuatan tetapi dapat mengurangi duktibilitas jika hadir dalam jumlah tinggi.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kemampuan pengerasan dan kekuatan tarik, berkontribusi pada ketangguhan secara keseluruhan dari baja.
- Silikon (Si): Bertindak sebagai deoksidizer dan meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi, terutama selama proses pemrosesan suhu tinggi.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai/Range Tipikal (Metrik) | Nilai/Range Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Hasil (0.2% offset) | Seperti Digulung | 275 MPa | 40 ksi | EN 10002-1 |
| Kekuatan Tarik | Seperti Digulung | 410 - 560 MPa | 60 - 81 ksi | EN 10002-1 |
| Regangan | Seperti Digulung | ≥ 20% dalam 50 mm | - | EN 10002-1 |
| Reduksi Luas | Seperti Digulung | ≥ 30% | - | EN 10002-1 |
| Kekerasan (Brinell) | Seperti Digulung | ≤ 195 HB | - | EN 10003-1 |
| Kekuatan Impak (Charpy) | -40°C | ≥ 27 J | ≥ 20 ft-lbf | EN 10045-1 |
Sifat mekanik S275JR membuatnya cocok untuk berbagai jenis kondisi beban, termasuk beban statis dan dinamis. Kekuatan hasil dan duktibilitasnya memungkinkan untuk menahan deformasi signifikan sebelum kegagalan, menjadikannya ideal untuk aplikasi struktural di mana keselamatan dan keandalan sangat penting.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | - | 7850 kg/m³ | 490 lb/ft³ |
| Titik Lebur | - | 1420 - 1460 °C | 2590 - 2660 °F |
| Keterhantaran Termal | 20°C | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | - | 0.49 kJ/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | - | 0.0000017 Ω·m | 0.0000017 Ω·in |
| Koefisien Perluasan Termal | 20 - 100 °C | 12 x 10⁻⁶ /K | 6.7 x 10⁻⁶ /°F |
Kepadatan dan titik lebur S275JR membuatnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan massa yang signifikan dan stabilitas termal. Keterhantaran termal memadai untuk aplikasi struktural, sedangkan koefisien perluasan termal memastikan bahwa material dapat mengakomodasi variasi suhu tanpa deformasi yang signifikan.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Atmosfer | - | - | Baik | Rentan terhadap karat |
| Klorida | Rendah | Ambient | Buruk | Risiko korosi pitting |
| Asam | - | Ambient | Buruk | Tidak direkomendasikan |
| Alkali | - | Ambient | Baik | Ketahanan sedang |
S275JR menunjukkan ketahanan korosi yang sedang, membuatnya cocok untuk banyak aplikasi struktural tetapi memerlukan pelapisan pelindung di lingkungan yang agresif. Ini sangat rentan terhadap karat dalam kondisi atmosfer dan terhadap pitting di lingkungan kaya klorida. Jika dibandingkan dengan baja stainless seperti S235, ketahanan korosi S275JR jauh lebih rendah, memerlukan langkah perlindungan tambahan di lingkungan korosif.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Catatan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 400 °C | 752 °F | Cocok untuk aplikasi struktural |
| Suhu Layanan Intermiten Maks | 500 °C | 932 °F | Hanya untuk paparan jangka pendek |
| Suhu Penggelembungan | 600 °C | 1112 °F | Risiko oksidasi di luar batas ini |
Pada suhu tinggi, S275JR mempertahankan sifat mekanik yang cukup untuk aplikasi struktural. Namun, paparan berkepanjangan pada suhu di atas 400 °C dapat mengakibatkan penurunan kekuatan dan masalah potensi oksidasi. Sangat penting untuk mempertimbangkan faktor-faktor ini dalam aplikasi yang melibatkan lingkungan suhu tinggi.
Sifat Fabricasi
Kemudahan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Fluks Pelindung Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| Pengelasan MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Sangat baik untuk bagian tipis |
| Pengelasan TIG | ER70S-2 | Argon | Baik untuk pekerjaan presisi |
| Pengelasan Stick | E7018 | - | Memerlukan pemanasan awal |
S275JR dikenal karena kemudahan pengelasannya yang sangat baik, sehingga cocok untuk berbagai proses pengelasan. Pemanasan awal mungkin diperlukan untuk bagian yang lebih tebal untuk menghindari retak. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat meningkatkan sifat mekanik dari lasan, memastikan integritas struktural.
Kemudahan Pemesinan
| Parameter Pemesinan | S275JR | AISI 1212 | Catatan/Tips |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemudahan Pemesinan Relatif | 70 | 100 | Kemudahan pemesinan yang baik |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal (Pembalikan) | 80 m/menit | 120 m/menit | Gunakan alat baja kecepatan tinggi |
S275JR menunjukkan kemudahan pemesinan yang baik, memungkinkan pemrosesan yang efisien dalam berbagai aplikasi. Kecepatan pemotongan yang optimal dan alat dapat meningkatkan kinerja dan mengurangi keausan pada alat.
Kelayakan Formasi
S275JR menunjukkan kelayakan formasi yang sangat baik, membuatnya cocok untuk proses pembentukan dingin dan panas. Baja ini dapat dibengkokkan dan dibentuk dengan mudah tanpa risiko pecah yang signifikan, yang penting untuk komponen struktural. Radius pembengkokan minimum yang direkomendasikan biasanya 1,5 kali ketebalan material.
Perlakuan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C) | Waktu Rendam Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Annealing | 600 - 700 | 1 - 2 jam | Udara | Meningkatkan duktibilitas dan mengurangi kekerasan |
| Normalisasi | 850 - 900 | 1 - 2 jam | Udara | Memperhalus struktur butir |
| Quenching & Tempering | 850 - 900 (quench) | 1 jam | Air/Minyak | Meningkatkan kekuatan dan ketangguhan |
Proses perlakuan panas seperti annealing dan normalisasi dapat secara signifikan mengubah mikrostruktur S275JR, meningkatkan sifat mekaniknya. Perlakuan ini dapat meningkatkan duktibilitas dan ketangguhan, membuat baja lebih cocok untuk aplikasi yang menuntut.
Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan |
|---|---|---|---|
| Konstruksi | Balok struktural | Kekuatan hasil tinggi, kemudahan pengelasan | Esensial untuk struktur penahan beban |
| Otomotif | Komponen sasis | Duktibilitas, kemudahan pemesinan | Material ringan dan kuat diperlukan |
| Manufaktur | Rangka mesin | Ketangguhan, kelayakan formasi | Kemampuan menahan beban dinamis |
| Pembuatan Kapal | Struktur lambung | Ketahanan korosi, kekuatan | Daya tahan di lingkungan laut |
Aplikasi lain dari S275JR termasuk:
- Jembatan dan jalan layang
- Bangunan industri
- Tangki penyimpanan
- Rangka peralatan berat
S275JR dipilih untuk aplikasi ini karena keseimbangan antara kekuatan, duktibilitas, dan kemudahan pembuatan, menjadikannya pilihan serbaguna untuk insinyur struktural.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | S275JR | A36 | S235 | Catatan Singkat Pro/Kon atau Trade-off |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Utama | Kekuatan Hasil | 275 MPa | 235 MPa | Kekuatan hasil lebih tinggi daripada A36 |
| Aspek Korosi Utama | Sedang | Sedang | Sedang | Ketahanan korosi mirip |
| Kemudahan Pengelasan | Sangat baik | Baik | Sangat baik | S275JR lebih mudah untuk dilas |
| Kemudahan Pemesinan | Baik | Sedang | Baik | Setara dengan S235 |
| Kelayakan Formasi | Sangat baik | Baik | Baik | Semua kelas dapat dibentuk |
| Perkiraan Biaya Relatif | Sedang | Rendah | Sedang | Biaya-efektif untuk penggunaan struktural |
| Ketersediaan Tipikal | Tinggi | Tinggi | Tinggi | Umumnya tersedia di Eropa |
Ketika memilih S275JR untuk suatu proyek, pertimbangan seperti biaya-efektivitas, ketersediaan, dan sifat mekanik spesifik sangat penting. Biaya moderat dan ketersediaan tinggi membuatnya menjadi pilihan populer di industri konstruksi. Selain itu, karakteristik keselamatan dan kinerjanya memastikan bahwa ia memenuhi tuntutan berbagai aplikasi struktural.
Sebagai ringkasan, baja S275JR adalah kelas baja struktural yang serbaguna dan banyak digunakan yang menawarkan keseimbangan antara kekuatan, duktibilitas, dan kemudahan pembuatan. Sifatnya membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi, sementara signifikansinya secara historis dalam industri konstruksi menekankan keandalannya dan kinerjanya.