St 60 Baja: Ikhtisar Sifat dan Aplikasi Utama
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
St 60 Steel adalah grade baja struktural Jerman yang diklasifikasikan sebagai baja lunak rendah karbon. Ini terutama terdiri dari besi (Fe) dengan kandungan karbon yang biasanya berkisar antara 0,06% hingga 0,12%. Kandungan karbon rendah ini berkontribusi pada kemampuan pengelasan dan pembentukan yang sangat baik, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi struktural. Elemen paduan utama dalam St 60 termasuk mangan (Mn), yang meningkatkan kekerasan dan kekuatan, serta silikon (Si), yang meningkatkan deoksidasi selama pembuatan baja.
Tinjauan Menyeluruh
Baja St 60 dikenal karena sifat mekaniknya yang baik, termasuk kekuatan tarik sedang dan duktilitas. Ini sering digunakan dalam aplikasi konstruksi dan teknik di mana kekuatan tinggi bukanlah persyaratan utama tetapi di mana kemampuan pengelasan dan pembentukan yang baik sangat penting. Kekuatan luluh baja biasanya berkisar antara 235 hingga 360 MPa, dengan nilai regangan sekitar 20% hingga 25%, menunjukkan kemampuannya untuk berubah bentuk tanpa patah.
Keuntungan:
- Kemampuan Pengelasan: St 60 dapat dengan mudah dilas menggunakan berbagai metode, menjadikannya ideal untuk konstruksi dan fabrikasi.
- Kemampuan Pembentukan: Kandungan karbon yang rendah memungkinkan pembentukan yang sangat baik, memungkinkan bentuk yang kompleks untuk diproduksi.
- Efisiensi Biaya: Secara umum, baja rendah karbon seperti St 60 lebih terjangkau dibandingkan baja yang lebih banyak paduan.
Limitasi:
- Kekuatan Lebih Rendah: Dibandingkan dengan baja karbon tinggi atau baja paduan, St 60 memiliki kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang lebih rendah, yang mungkin membatasi penggunaannya dalam aplikasi dengan stres tinggi.
- Ketahanan Korosi: Ini mungkin memerlukan pelapis pelindung di lingkungan yang korosif, karena tidak memiliki ketahanan korosi yang melekat.
Secara historis, St 60 telah banyak digunakan di Eropa, terutama di Jerman, untuk aplikasi struktural seperti balok, kolom, dan rangka dalam bangunan dan jembatan. Keterkendalinya di pasar disebabkan oleh keseimbangan sifat dan biayanya, menjadikannya pilihan utama bagi banyak insinyur dan fabrikator.
Nama Alternatif, Standar, dan Ekivalen
| Organisasi Standar | Desigasi/Grade | Negara/Region Asal | Catatan/Keterangan |
|---|---|---|---|
| DIN | St 60 | Jerman | Ekivalen terdekat dengan S235JR |
| EN | S235JR | Eropa | Perbedaan komposisi kecil |
| ASTM | A36 | AS | Sifat mekanik serupa tetapi komposisi kimia yang berbeda |
| JIS | SS400 | Jepang | Kekuatan sebanding tetapi duktilitas lebih rendah |
| ISO | 10025 S235 | Internasional | Grade baja struktural umum |
Tabel di atas menyoroti beberapa standar dan grade ekivalen St 60. Sementara grade ini mungkin serupa dalam sifat mekanik, perbedaan halus dalam komposisi kimia dapat mempengaruhi kinerja dalam aplikasi khusus. Misalnya, baja A36 memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi, yang dapat meningkatkan kekuatan tetapi mengurangi kemampuan pengelasan dibandingkan dengan St 60.
Sifat Kunci
Komposisi Kimia
| Elemen (Simbol dan Nama) | Rentang Persentase (%) |
|---|---|
| C (Karbon) | 0.06 - 0.12 |
| Mn (Mangan) | 0.30 - 0.60 |
| Si (Silikon) | 0.10 - 0.40 |
| P (Fosfor) | ≤ 0.045 |
| S (Belerang) | ≤ 0.045 |
| Fe (Besi) | Seimbang |
Elemen paduan utama dalam St 60 memainkan peran penting dalam menentukan sifatnya. Karbon, meskipun hadir dalam jumlah rendah, sangat penting untuk mencapai kekuatan dan kekerasan yang diinginkan. Mangan meningkatkan kekerasan dan ketangguhan baja, sementara silikon membantu dalam deoksidasi selama proses pembuatan baja, meningkatkan kualitas secara keseluruhan.
Sifat Mekanik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai/Rentang Tipikal (Metrik) | Nilai/Rentang Tipikal (Imperial) | Standar Referensi untuk Metode Uji |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | Dianil | 235 - 360 MPa | 34 - 52 ksi | ASTM E8 |
| Kekuatan Luluh (0.2% offset) | Dianil | ≥ 235 MPa | ≥ 34 ksi | ASTM E8 |
| Regangan | Dianil | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| Pengurangan Area | Dianil | ≥ 50% | ≥ 50% | ASTM E8 |
| Kekerasan (Brinell) | Dianil | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
| Kekuatan Impak | Charpy V-notch, -20°C | ≥ 27 J | ≥ 20 ft-lbf | ASTM E23 |
Sifat mekanik St 60 menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi struktural. Kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang sedang memungkinkannya untuk menahan beban biasa dalam konstruksi, sementara regangan dan pengurangan area menunjukkan duktilitas yang baik, penting untuk aplikasi yang memerlukan deformasi tanpa fraktur.
Sifat Fisik
| Sifat | Kondisi/Suhu | Nilai (Metrik) | Nilai (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Suhu Ruang | 7850 kg/m³ | 490 lb/ft³ |
| Titik Leleh | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Konduktivitas Termal | Suhu Ruang | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/h·ft²·°F |
| Kapasitas Panas Spesifik | Suhu Ruang | 460 J/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| Resistivitas Listrik | Suhu Ruang | 0.0000017 Ω·m | 0.0000017 Ω·ft |
Kepadatan St 60 menunjukkan bahwa ini adalah material yang relatif berat, yang khas untuk baja struktural. Titik lelehnya menunjukkan stabilitas termal yang baik, sementara nilai konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik penting untuk aplikasi yang melibatkan transfer panas.
Ketahanan Korosi
| Agen Korosif | Konsentrasi (%) | Suhu (°C) | Peringkat Ketahanan | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Atmosferik | Bervariasi | Ambient | Adil | Rentan terhadap karat |
| Klorida | Bervariasi | Ambient | Kurang baik | Risiko korosi pitting |
| Asam | Bervariasi | Ambient | Kurang baik | Tidak dianjurkan |
| Alkalin | Bervariasi | Ambient | Adil | Ketahanan moderat |
St 60 menunjukkan ketahanan korosi yang moderat di berbagai lingkungan. Ini rentan terhadap karat dalam kondisi atmosfer, terutama di hadapan kelembaban. Klorida menimbulkan risiko signifikan, yang mengarah pada korosi pitting, sementara paparan asam harus dihindari sepenuhnya. Dibandingkan dengan baja tahan karat atau grade paduan tinggi lainnya, St 60 memerlukan pelapis atau perlakuan pelindung di lingkungan korosif.
Ketika dibandingkan dengan grade seperti S235JR atau A36, ketahanan korosi St 60 umumnya lebih rendah, memerlukan langkah perlindungan tambahan dalam aplikasi yang terpapar kondisi keras.
Ketahanan Panas
| Sifat/Batas | Suhu (°C) | Suhu (°F) | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Suhu Layanan Kontinu Maks | 400 °C | 752 °F | Cocok untuk penggunaan struktural |
| Suhu Layanan Intermittent Maks | 500 °C | 932 °F | Paparan jangka pendek saja |
| Suhu Scaling | 600 °C | 1112 °F | Risiko oksidasi di atas suhu ini |
| Pertimbangan Kekuatan Creep | 300 °C | 572 °F | Mulai terdegradasi pada suhu ini |
St 60 mempertahankan sifat mekaniknya hingga suhu sedang, menjadikannya cocok untuk aplikasi struktural di mana paparan panas terbatas. Namun, pada suhu di atas 400 °C, risiko oksidasi dan kehilangan kekuatan meningkat, memerlukan pertimbangan yang cermat dalam desain.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Pengelasan
| Proses Pengelasan | Logam Pengisi yang Direkomendasikan (Klasifikasi AWS) | Gas/Flux Pelindung yang Tipikal | Catatan |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | Argon + CO2 | Baik untuk bagian tipis |
| TIG | ER70S-2 | Argon | Las bersih, distorsi rendah |
| SMAW | E7018 | Tidak ada | Cocok untuk penggunaan luar ruangan |
St 60 sangat mudah dilas, menjadikannya pilihan yang diutamakan untuk aplikasi struktural. Logam pengisi yang direkomendasikan memastikan kompatibilitas dan kekuatan pada sambungan las. Pemanasan awal mungkin diperlukan untuk bagian yang lebih tebal untuk menghindari retak.
Kemampuan Mesin
| Parameter Pembuatan | St 60 | AISI 1212 | Catatan/Saran |
|---|---|---|---|
| Indeks Kemampuan Mesin Relatif | 70% | 100% | Baik untuk pemesinan umum |
| Kecepatan Pemotongan Tipikal | 30 m/menit | 45 m/menit | Sesuaikan berdasarkan peralatan |
St 60 menawarkan kemampuan mesin yang wajar, meskipun tidak semudah baja yang dapat diproses seperti AISI 1212. Peralatan dan kecepatan pemotongan yang tepat dapat meningkatkan kinerja selama operasi pemesinan.
Kemampuan Pembentukan
St 60 menunjukkan kemampuan pembentukan yang sangat baik karena kandungan karbonnya yang rendah. Ini dapat dibentuk dingin menjadi berbagai bentuk, termasuk bengkokan dan geometri kompleks. Karakteristik pengerasan kerja baja ini memungkinkannya untuk mempertahankan kekuatan saat mengalami deformasi, menjadikannya cocok untuk aplikasi yang memerlukan desain yang rumit.
Pengolahan Panas
| Proses Perlakuan | Rentang Suhu (°C/°F) | Waktu Perendaman Tipikal | Metode Pendinginan | Tujuan Utama / Hasil yang Diharapkan |
|---|---|---|---|---|
| Dianil | 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F | 1 - 2 jam | Udara | Meningkatkan duktilitas dan mengurangi kekerasan |
| Normalisasi | 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F | 1 - 2 jam | Udara | Memperhalus struktur butir |
| Pendinginan Cepat | 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F | 30 menit | Air/Minyak | Meningkatkan kekerasan |
Proses pengolahan panas seperti dianil dan normalisasi dapat secara signifikan mengubah mikrostruktur St 60, meningkatkan sifat mekaniknya. Dianil meningkatkan duktilitas, sementara normalisasi memperhalusstruktur butir, menghasilkan ketangguhan yang lebih baik.
Aplikasi Tipikal dan Penggunaan Akhir
| Industri/Sektor | Contoh Aplikasi Spesifik | Sifat Baja Kunci yang Digunakan dalam Aplikasi Ini | Alasan Pemilihan (Singkat) |
|---|---|---|---|
| Konstruksi | Balok struktural | Kemampuan pengelasan yang baik, kekuatan sedang | Efisien biaya dan mudah difabrikasi |
| Otomotif | Komponen sasis | Duktilitas, kemampuan pembentukan | Ringan dan kuat |
| Mesin | Rangka dan penyangga | Kekuatan, ketangguhan | Handal di bawah beban |
St 60 sering digunakan dalam konstruksi untuk balok struktural dan rangka karena kemampuan pengelasan dan kemampuan pembentukannya yang sangat baik. Di industri otomotif, ini digunakan untuk komponen sasis di mana pengurangan berat dan kekuatan sangat penting. Fleksibilitasnya juga membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi mesin.
Aplikasi lain termasuk:
- Jembatan: Digunakan dalam konstruksi komponen jembatan karena integritas strukturnya.
- Peralatan Industri: Digunakan dalam pembuatan peralatan di mana kekuatan sedang diperlukan.
Pertimbangan Penting, Kriteria Pemilihan, dan Wawasan Lebih Lanjut
| Fitur/Sifat | St 60 | S235JR | A36 | Catatan Pro/Kon atau Trade-off Singkat |
|---|---|---|---|---|
| Sifat Mekanik Kunci | Kekuatan Sedang | Kekuatan Sedang | Kekuatan Lebih Tinggi | St 60 lebih mudah dilas |
| Aspek Korosi Kunci | Adil | Adil | Kurang baik | Semua memerlukan perlindungan di lingkungan korosif |
| Kemampuan Pengelasan | Sangat Baik | Sangat Baik | Bagus | St 60 lebih mudah dilas |
| Kemampuan Mesin | Baik | Adil | Sangat Baik | A36 lebih mudah diproses |
| Kemampuan Pembentukan | Sangat Baik | Bagus | Adil | St 60 memungkinkan bentuk yang kompleks |
| Kira-kira Biaya Relatif | Sedang | Sedang | Rendah | Efisien biaya untuk penggunaan struktural |
| Ketersediaan Tipikal | Umum | Umum | Sangat Umum | A36 sangat tersedia |
Ketika memilih St 60, pertimbangan mencakup sifat mekaniknya, kemampuan pengelasan, dan efisiensi biaya. Meskipun mungkin tidak menawarkan kekuatan tertinggi dibandingkan alternatif seperti A36, kemampuan pembentukan dan pengelasan yang sangat baik menjadikannya pilihan utama untuk banyak aplikasi struktural. Selain itu, ketersediaannya di pasar memastikan bahwa ini dapat dengan mudah diperoleh untuk proyek.
Secara keseluruhan, baja St 60 adalah material yang serbaguna dan efisien biaya yang cocok untuk berbagai aplikasi rekayasa, terutama dalam konstruksi dan manufaktur. Keseimbangan sifatnya menjadikannya pilihan yang dapat diandalkan untuk integritas struktural sambil mempertahankan kemudahan fabrikasi dan perakitan.