S690QL Baja: Sifat dan Aplikasi Utama

STE 690 Steel (S690QL) adalah grade baja struktural berkekuatan tinggi yang diklasifikasikan di bawah standar EN 10025-6. Ini terutama merupakan baja yang dikeraskan dan ditempa, dikenal karena sifat mekanis dan kemampuan pengelasan yang sangat baik. Unsur paduan utama dalam S690QL termasuk karbon, mangan, silikon, dan jumlah kecil kromium, molibdenum, dan vanadium. Unsur-unsur ini berkontribusi secara signifikan terhadap kekuatan, ketangguhan, dan kinerja keseluruhan baja dalam aplikasi yang menuntut.

Ikhtisar Komprehensif

S690QL dicirikan oleh kekuatan luluh yang tinggi, biasanya sekitar 690 MPa, yang memungkinkan penggunaan bagian yang lebih tipis dalam aplikasi struktural tanpa mengorbankan kekuatan. Properti ini sangat menguntungkan di industri seperti konstruksi, di mana pengurangan berat dapat menghasilkan penghematan biaya dalam material dan transportasi. Baja ini juga menunjukkan ketangguhan dampak yang baik, sehingga cocok untuk aplikasi suhu rendah.

Kelebihan S690QL:
- Rasio Kekuatan-Terhadap-Berat Tinggi: Memungkinkan perancangan struktur yang lebih ringan.
- Kemampuan Pengelasan yang Baik: Cocok untuk berbagai proses pengelasan, yang menyederhanakan fabrikasi.
- Ketangguhan yang Sangat Baik: Mempertahankan kinerja dalam lingkungan suhu rendah.

Keterbatasan S690QL:
- Biaya: Lebih tinggi daripada baja struktural standar karena unsur paduan dan pemrosesan.
- Kerapuhan pada Suhu Rendah: Meskipun memiliki ketangguhan yang baik, harus hati-hati di suhu yang sangat rendah.
- Ketersediaan Terbatas: Tidak seumum baja berkualitas lebih rendah.

Secara historis, S690QL telah mendapatkan traction di sektor yang memerlukan material berkinerja tinggi, seperti mesin berat, struktur lepas pantai, dan gedung pencakar langit, karena kemampuannya untuk menahan beban signifikan sambil meminimalkan penggunaan material.

Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen

Organisasi Standar	Penunjukan/Grade	Negara/Wilayah Asal	Catatan/Keterangan
UNS	S690QL	Internasional	Ekivalen terdekat dengan ASTM A572 Grade 65
ASTM	A572 Grade 65	AS	Perbedaan komposisi kecil yang perlu diperhatikan
EN	S690QL	Eropa	Standar untuk baja struktural berkekuatan tinggi
DIN	1.8928	Jerman	Penunjukan ekivalen dalam standar Jerman
JIS	-	Jepang	Tidak ada ekivalen langsung tetapi ada grade serupa

Perbedaan antara S690QL dan ekivalennya sering terletak pada unsur paduan tertentu dan sifat mekanis, yang dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi tertentu. Sebagai contoh, sementara ASTM A572 Grade 65 menawarkan kekuatan serupa, mungkin tidak memberikan ketangguhan yang sama pada suhu rendah.

Sifat Utama

Komposisi Kimia

Unsur (Simbol dan Nama)	Rentang Persentase (%)
C (Karbon)	0.12 - 0.20
Mn (Mangan)	1.00 - 1.60
Si (Silikon)	0.10 - 0.50
Cr (Kromium)	0.20 - 0.50
Mo (Molibdenum)	0.10 - 0.30
V (Vanadium)	0.02 - 0.10
P (Fosfor)	≤ 0.025
S (Belerang)	≤ 0.015

Unsur-unsur paduan utama dalam S690QL memainkan peran penting:
- Karbon (C): Meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi dapat mengurangi kemudahan dibentuk.
- Mangan (Mn): Meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketangguhan.
- Kromium (Cr): Meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan kekuatan pada suhu tinggi.

Sifat Mekanis

Sifat	Kondisi/Temper	Suhu Uji	Nilai/Rentang Tipikal (Metrik)	Nilai/Rentang Tipikal (Imperial)	Standar Referensi untuk Metode Uji
Kekuatan Tarik	Dikeraskan & Ditempa	Suhu Ruang	690 - 770 MPa	100 - 112 ksi	ASTM E8
Kekuatan Luluh (offset 0.2%)	Dikeraskan & Ditempa	Suhu Ruang	≥ 690 MPa	≥ 100 ksi	ASTM E8
Peregangan	Dikeraskan & Ditempa	Suhu Ruang	≥ 20%	≥ 20%	ASTM E8
Pengurangan Luas	Dikeraskan & Ditempa	Suhu Ruang	≥ 50%	≥ 50%	ASTM E8
Kekerasan (Brinell)	Dikeraskan & Ditempa	Suhu Ruang	200 - 250 HB	200 - 250 HB	ASTM E10
Kekuatan Impact	Dikeraskan & Ditempa	-40°C (-40°F)	≥ 27 J	≥ 20 ft-lbf	ASTM E23

Kombinasi kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang tinggi, bersama dengan peregangan yang baik, menjadikan S690QL cocok untuk aplikasi yang memerlukan beban mekanis tinggi dan integritas struktural. Kekuatan dampaknya pada suhu rendah memastikan keandalan dalam lingkungan yang keras.

Sifat Fisik

Sifat	Kondisi/Suhu	Value (Metrix)	Value (Imperial)
Kepadatan	Suhu Ruang	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Titik Lebur	-	1420 - 1540 °C	2590 - 2810 °F
Kemampuan Konduktivitas Termal	Suhu Ruang	50 W/m·K	34.5 BTU·in/(jam·ft²·°F)
Kapasitas Panas Spesifik	Suhu Ruang	0.46 kJ/kg·K	0.11 BTU/lb·°F
Resistivitas Listrik	Suhu Ruang	0.0000017 Ω·m	0.0000017 Ω·in

Sifat fisik penting seperti kepadatan dan titik lebur signifikan untuk aplikasi di mana berat dan kinerja termal sangat penting. Konduktivitas termal menunjukkan seberapa baik baja dapat menghilangkan panas, yang penting dalam aplikasi yang melibatkan suhu tinggi.

Ketahanan Korosi

Agen Korosif	Konsentrasi (%)	Suhu (°C/°F)	Peringkat Ketahanan	Catatan
Atmosferik	-	-	Baik	Rentan terhadap karat
Klorida	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Baik	Risiko pitting
Asam	10-20	20-60 °C (68-140 °F)	Buruk	Tidak direkomendasikan
Alkali	5-10	20-60 °C (68-140 °F)	Baik	Ketahanan terbatas

S690QL menunjukkan ketahanan yang baik terhadap korosi atmosferik tetapi rentan terhadap pitting di lingkungan klorida. Dibandingkan dengan baja berkekuatan tinggi lainnya seperti S355, S690QL menawarkan kinerja yang lebih baik dalam aplikasi struktural tetapi mungkin memerlukan pelapisan pelindung di lingkungan yang agresif.

Ketahanan Panas

Sifat/Batas	Suhu (°C)	Suhu (°F)	Keterangan
Temperatur Layanan Kontinu Maks	400 °C	752 °F	Cocok untuk aplikasi struktural
Temperatur Layanan Intermiten Maks	500 °C	932 °F	Hanya untuk paparan jangka pendek
Temperatur Skala	600 °C	1112 °F	Risiko oksidasi di atas suhu ini
Pertimbangan Kekuatan Creep	400 °C	752 °F	Mulai memburuk pada suhu ini

S690QL mempertahankan sifat mekaniknya hingga sekitar 400 °C, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang melibatkan suhu tinggi. Namun, harus berhati-hati untuk menghindari paparan berkepanjangan pada suhu di atas batas skala ini, karena hal ini dapat menyebabkan oksidasi dan kehilangan integritas material.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

Proses Pengelasan	Logam Isian yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS)	Gas/Flux Pelindung Tipikal	Catatan
MIG	ER70S-6	Argon + CO2	Baik untuk bagian yang tipis
TIG	ER70S-2	Argon	Sangat baik untuk pekerjaan presisi
SMAW	E7018	-	Membutuhkan pemanasan awal

S690QL sangat dapat dilas, tetapi pemanasan awal disarankan untuk menghindari retakan. Perlakuan panas setelah pengelasan dapat meningkatkan ketangguhan las, terutama dalam aplikasi kritis.

Machinability

Parameter Pemesinan	S690QL	AISI 1212	Catatan/Saran
Indeks Kemudahan Pemasangan Relatif	60%	100%	Membutuhkan alat pemotong berkepala tinggi
Kecepatan Pemotongan Tipikal	20 m/menit	40 m/menit	Sesuaikan berdasarkan alat pemotong

S690QL memiliki kemudahan pemesinan sedang, membutuhkan pemilihan alat potong dan kecepatan yang hati-hati untuk mencapai hasil yang optimal. Penggunaan alat karbida disarankan untuk pemesinan yang efektif.

Formabilitas

S690QL menunjukkan formabilitas terbatas karena kekuatannya yang tinggi. Pembentukan dingin memungkinkan tetapi mungkin memerlukan gaya yang signifikan, sedangkan pembentukan panas dapat dilakukan pada suhu tinggi untuk meningkatkan kemudahan dibentuk. Radius pembengkokan minimum harus diperhitungkan selama fabrikasi untuk menghindari retakkan.

Perlakuan Panas

Proses Perlakuan	Rentang Suhu (°C/°F)	Waktu Perendaman Tipikal	Metode Pendinginan	Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan
Pembekuan	850-900 °C / 1562-1652 °F	30-60 menit	Air/Minyak	Pengerasan
Pemanasan	500-600 °C / 932-1112 °F	1-2 jam	Udara	Peningkatan ketangguhan

Proses perlakuan panas seperti pembekuan dan pemanasan secara signifikan meningkatkan sifat mekanik S690QL. Proses pembekuan meningkatkan kekerasan, sementara pemanasan mengurangi kerapuhan, menghasilkan material yang seimbang yang cocok untuk aplikasi struktural.

Aplikasi dan Penggunaan Akhir yang Tipikal

Industri/Sektor	Contoh Aplikasi Spesifik	Sifat Baja Utama yang Digunakan dalam Aplikasi Ini	Alasan Pemilihan (Singkat)
Konstruksi	Gedung pencakar langit	Kekuatan tinggi, kemampuan pengelasan yang baik	Mengurangi berat material
Mesin Berat	Ekskavator	Ketangguhan, ketahanan dampak	Menahan beban berat
Struktur Lepas Pantai	Rig minyak	Ketahanan korosi, kekuatan	Menahan lingkungan yang keras
Transportasi	Jembatan	Kekuatan luluh tinggi, berat rendah	Meningkatkan efisiensi struktural

Aplikasi lainnya meliputi:
- Peralatan pertambangan
- Kontainer tekanan
- Pembangunan kapal

S690QL dipilih untuk aplikasi ini karena kemampuannya untuk menahan kondisi ekstrem sambil mempertahankan integritas struktural, menjadikannya ideal untuk komponen pengangkatan beban kritis.

Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut

Fitur/Sifat	S690QL	S355	S700MC	Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat
Sifat Mekanik Utama	Kekuatan Tinggi	Kekuatan Sedang	Kekuatan Sangat Tinggi	S690QL menawarkan keseimbangan antara kekuatan dan ketangguhan
Aspek Korosi Utama	Baik	Baik	Baik	S690QL mungkin memerlukan pelapisan di lingkungan agresif
Kemampuan Pengelasan	Baik	Sangat Baik	Sedang	S690QL membutuhkan pemanasan awal untuk pengelasan optimal
Kemudahan Pemesinan	Sedang	Baik	Buruk	S690QL membutuhkan teknik pemesinan yang hati-hati
Formabilitas	Terbatas	Baik	Sedang	S690QL kurang bisa dibentuk karena kekuatan tinggi
Kira-kira Biaya Relatif	Tinggi	Sedang	Tinggi	Pertimbangan biaya dapat memengaruhi pemilihan
Ketersediaan Tipikal	Terbatas	Umum Tersedia	Terbatas	Ketersediaan dapat memengaruhi timelines proyek

Ketika memilih S690QL, pertimbangan meliputi efektivitas biayanya relatif terhadap kebutuhan kinerja, ketersediaan di pasar, dan kebutuhan aplikasi spesifik. Kekuatan dan ketangguhan yang tinggi membuatnya cocok untuk lingkungan yang menuntut, tetapi pembeli potensial harus mempertimbangkan manfaat ini terhadap biaya yang lebih tinggi dan ketersediaan terbatas dibandingkan dengan baja berkualitas lebih rendah.

Singkatnya, S690QL adalah baja berkekuatan tinggi yang serbaguna yang unggul dalam aplikasi struktural yang memerlukan daya tahan dan keandalan. Sifat uniknya menjadikannya pilihan yang diutamakan di industri di mana kinerja sangat penting, meskipun ada beberapa keterbatasan dalam hal biaya dan ketersediaan.