Baja tuang adalah paduan besi dengan kandungan karbon maksimum sekitar 0,75%. Baja tuang adalah benda logam padat yang dihasilkan dengan mengisi kekosongan dalam cetakan dengan baja cair. Mereka tersedia di banyak baja karbon dan paduan yang sama yang dapat diproduksi sebagai logam tempa. Sifat mekanik untuk baja cor umumnya lebih rendah dari baja tempa, tetapi dengan komposisi kimia yang sama. Baja tuang mengkompensasi kelemahan ini dengan kemampuannya untuk membentuk bentuk kompleks dalam langkah yang lebih sedikit.
Baja tuang dapat diproduksi dengan berbagai sifat. Sifat fisik baja cor berubah secara signifikan tergantung pada komposisi kimia dan perlakuan panas. Mereka dipilih agar sesuai dengan persyaratan kinerja aplikasi yang dimaksud.
Komposisi kimia baja tuang memiliki pengaruh yang signifikan pada sifat kinerja dan sering digunakan untuk mengklasifikasikan baja atau menetapkan penunjukan standar. Baja tuang dapat dibagi menjadi dua kategori besar—baja tuang karbon dan baja tuang paduan.
Seperti baja tempa, baja cor karbon dapat diklasifikasikan menurut kandungan karbonnya. Baja cor karbon rendah (0,2% karbon) relatif lunak dan tidak mudah diolah dengan panas. Baja cor karbon sedang (karbon 0,2-0,5%) agak lebih keras dan dapat diperkuat dengan perlakuan panas. Baja cor karbon tinggi (0,5% karbon) digunakan bila diinginkan kekerasan dan ketahanan aus maksimum.
Baja cor paduan dikategorikan sebagai paduan rendah atau paduan tinggi. Baja cor paduan rendah (kandungan paduan ≤ 8%) berperilaku mirip dengan baja karbon normal, tetapi dengan kemampuan pengerasan yang lebih tinggi. Baja cor paduan tinggi (kandungan paduan> 8%) dirancang untuk menghasilkan properti tertentu, seperti ketahanan korosi, ketahanan panas, atau ketahanan aus.
Baja paduan tinggi yang umum termasuk baja tahan karat (> 10,5% kromium) dan baja mangan Hadfield (11-15% mangan). Penambahan krom, yang membentuk lapisan pasivasi kromium oksida saat terkena oksigen, memberikan ketahanan korosi yang sangat baik pada baja tahan karat. Kandungan mangan dalam baja Hadfield memberikan kekuatan dan ketahanan yang tinggi terhadap abrasi saat bekerja keras.
| ASTM | Persyaratan Kimia | Persyaratan Tarik | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BAJA KELAS | Karbon | Mangan | Silikon | Belerang | Fosfor | Kekuatan Tarik | Poin Hasil | Elongasi dalam 2 in. | Pengurangan Luas |
| Maks % / Rentang | Min. ksi [Mpa] / Rentang | Min. % | |||||||
| ASTM A27 / A27M | |||||||||
| ASTM A27, Kelas N-1 | 0,25 | 0,75 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | T/A | T/A | T/A | T/A |
| ASTM A27, Kelas N-2 | 0,35 | 0,60 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | T/A | T/A | T/A | T/A |
| ASTM A27, Kelas U60-30 | 0,25 | 0,75 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | 60 [415] | 30 [205] | 22 | 30 |
| ASTM A27, Kelas 60-30 | 0,30 | 0,60 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | 60 [415] | 30 [205] | 24 | 35 |
| ASTM A27, Kelas 65-35 | 0,30 | 0,70 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | 65 [450] | 35 [240] | 24 | 35 |
| ASTM A27, Kelas 70-36 | 0,35 | 0,70 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | 70 [485] | 36 [250] | 22 | 30 |
| ASTM A27, Kelas 70-40 | 0,25 | 1,20 | 0,80 | 0,06 | 0,05 | 70 [485] | 40 [275] | 22 | 30 |
| ASTM A148 / A148M | |||||||||
| ASTM A148, Kelas 80-40 | T/A | T/A | T/A | 0,06 | 0,05 | 80 [550] | 40 [275] | 18 | 30 |
| ASTM A148, Kelas 80-50 | T/A | T/A | T/A | 0,06 | 0,05 | 80 [550] | 50 [345] | 22 | 35 |
| ASTM A148, Kelas 90-60 | T/A | T/A | T/A | 0,06 | 0,05 | 90 [620] | 60 [415] | 20 | 40 |
| ASTM A216 / A216M | |||||||||
| ASTM A216, Kelas WCA | 0,25 | 0,70 | 0,60 | 0,045 | 0,04 | 60-85 [415-585] | 30 [205] | 24 | 35 |
| ASTM A216, Kelas WCB | 0,30 | 1.00 | 0,60 | 0,045 | 0,04 | 70-95 [485-655] | 36 [250] | 22 | 35 |
| ASTM A216, Kelas WCC | 0,25 | 1,20 | 0,60 | 0,045 | 0,04 | 70-95 [485-655] | 40 [275] | 22 | 35 |
Nilai baja telah dibuat oleh organisasi standar seperti ASTM International, American Iron and Steel Institute, dan Society of Automotive Engineers untuk mengklasifikasikan baja dengan komposisi kimia tertentu dan sifat fisik yang dihasilkan. Pengecoran dapat mengembangkan kadar baja internal mereka sendiri untuk memenuhi permintaan pengguna akan properti tertentu atau untuk menstandarisasi nilai produksi tertentu.
Spesifikasi baja tempa sering digunakan untuk mengklasifikasikan paduan cor yang berbeda berdasarkan elemen paduan utamanya. Namun, baja tuang tidak selalu mengikuti komposisi baja tempa. Kandungan silikon dan mangan seringkali lebih tinggi pada baja tuang dibandingkan dengan baja tempanya. Selain tingkat silikon dan mangan yang lebih tinggi, baja cor paduan menggunakan aluminium, titanium, dan zirkonium untuk de-oksidasi selama proses pengecoran. Aluminium sebagian besar digunakan sebagai de-oksidator karena efektivitasnya dan biayanya yang relatif rendah.
Praktek pengecoran baja dimulai pada akhir 1750-an, jauh lebih lambat daripada pengecoran logam lainnya. Titik leleh baja yang tinggi, dan kurangnya teknologi yang tersedia untuk melelehkan dan memproses logam, menunda pengembangan industri pengecoran baja. Tantangan ini diatasi dengan kemajuan teknologi tungku.
Tungku adalah bejana berlapis tahan api yang mengandung “muatan”, yang merupakan bahan yang akan dilebur, dan menyediakan energi untuk peleburan. Ada dua jenis tungku yang digunakan dalam pengecoran baja modern:busur listrik dan induksi.
Tungku busur listrik melelehkan kumpulan logam yang disebut sebagai "pemanasan" melalui busur listrik antara elektroda grafit. Muatan mengalir langsung di antara elektroda, memaparkannya ke energi panas dari pelepasan listrik yang sedang berlangsung.
Tungku busur listrik mengikuti siklus operasi tap-to-tap:
Langkah-langkah tambahan terus menerus sering diambil pada berbagai tahap dalam proses ini untuk lebih mendeoksidasi baja dan untuk menghilangkan terak dari logam sebelum penuangan. Kimia baja mungkin perlu disesuaikan untuk memperhitungkan penipisan paduan selama tap-out yang diperpanjang.
Tungku induksi adalah tungku listrik di mana energi panas ditransfer oleh induksi. Kumparan tembaga mengelilingi wadah muatan nonkonduktif, dan arus bolak-balik mengalir melalui kumparan untuk menciptakan induksi elektromagnetik di dalam muatan.
Tungku induksi mampu melelehkan sebagian besar logam, dan dapat dioperasikan dengan kehilangan lelehan minimal. Kerugiannya adalah sedikit pemurnian logam yang mungkin dilakukan. Tidak seperti tungku busur listrik, baja tidak dapat diubah.
Pengecoran baja modern sering menggunakan skrap baja daur ulang untuk mengurangi biaya dan dampak lingkungan dari produksi pengecoran. Mobil usang, komponen mekanis, dan barang serupa dipisahkan, diukur ukurannya, dan dikirim ke pengecoran sebagai skrap. Ini dikombinasikan dengan skrap internal yang dihasilkan dalam proses pengecoran dan dikombinasikan dengan berbagai elemen paduan untuk mengisi tungku peleburan.
Setelah pengecoran dipadatkan, dikeluarkan dari cetakan, dan dibersihkan, sifat fisik baja cor dikembangkan dengan perlakuan panas yang tepat.
Pengecoran baja sering dikenakan inspeksi untuk memverifikasi sifat fisik tertentu seperti akurasi dimensi, kondisi akhir permukaan cor, dan kesehatan internal. Selain itu, komposisi kimia juga harus diperiksa. Komposisi kimia secara dramatis dipengaruhi oleh elemen paduan kecil yang ditambahkan ke material. Paduan baja tuang rentan terhadap variasi komposisi kimianya, sehingga analisis kimia diperlukan untuk memverifikasi komposisi kimia yang tepat sebelum pengecoran. Sampel kecil logam cair dituangkan ke dalam cetakan dan dianalisis.
Inspeksi dimensi dilakukan untuk memastikan bahwa coran yang dihasilkan memenuhi persyaratan dan toleransi dimensi pelanggan termasuk kelonggaran untuk pemesinan. Terkadang perlu menghancurkan sampel coran untuk melakukan pengukuran dimensi interior.
Pengecoran permukaan akhir inspeksi digunakan untuk mengeksplorasi penampilan estetika coran. Mereka mencari kekurangan di permukaan dan sub-permukaan coran yang mungkin tidak terlihat jelas secara visual. Permukaan akhir dari pengecoran baja dapat dipengaruhi oleh jenis pola, pasir cetakan, dan lapisan cetakan yang digunakan, serta berat pengecoran dan metode pembersihan.
Semua coran memiliki beberapa tingkat cacat yang ada, dan spesifikasi kesehatan menentukan ambang batas cacat yang dapat diterima. Spesifikasi yang berlebihan dari tingkat cacat maksimum yang diizinkan akan menghasilkan tingkat sisa yang lebih tinggi dan biaya pengecoran yang lebih tinggi. Di bawah spesifikasi tingkat kerusakan maksimum yang diizinkan dapat menyebabkan kegagalan.
Tiga cacat internal umum yang terjadi pada pengecoran baja adalah:
Analisis kimia baja tuang biasanya dilakukan dengan metode analisis kimia basah atau metode spektrokimia. Analisis kimia basah paling sering digunakan untuk menentukan komposisi spesimen kecil, atau untuk memverifikasi analisis produk pasca produksi. Sebaliknya, analisis dengan spektrometer sangat cocok untuk penentuan komposisi kimia sampel yang lebih besar secara rutin dan cepat dalam lingkungan pengecoran produksi yang sibuk. Pengecoran dapat melakukan analisis kimia pada tingkat panas dan produk.
Selama analisis panas, sampel kecil baja tuang cair diambil dari tungku, dibiarkan memadat, dan kemudian dianalisis komposisi kimianya menggunakan analisis spektrokimia. Jika komposisi elemen paduan tidak benar, penyesuaian cepat dapat dilakukan di tungku atau sendok sebelum pengecoran. Setelah benar, analisis panas umumnya dianggap sebagai representasi akurat dari komposisi seluruh panas logam. Namun, variasi dalam komposisi kimia diharapkan karena pemisahan elemen paduan, dan waktu yang dibutuhkan untuk membuang panas baja. Oksidasi elemen tertentu dapat terjadi selama proses penuangan.
Analisis produk dilakukan untuk verifikasi analisis kimia tertentu, karena komposisi masing-masing coran yang dituangkan mungkin tidak sepenuhnya sesuai dengan spesifikasi yang berlaku. Ini dapat terjadi bahkan jika produk dituangkan dari baja panas di mana analisis panasnya benar. Praktik dan standar industri memungkinkan beberapa variasi antara analisis panas dan analisis produk.
Berbagai sifat mekanik dapat dicapai untuk coran baja karbon dan paduan dengan mengubah komposisi dan perlakuan panas dari baja tuang. Pengecoran menggunakan metode pengujian khusus untuk memeriksa sifat mekanik sebelum penyelesaian produk.
Dalam hal pengujian baja cor, ada dua jenis pengujian yang digunakan dalam industri:pengujian destruktif dan non-destruktif. Pengujian yang merusak membutuhkan penghancuran casting uji untuk secara visual menentukan kesehatan internal suatu bagian. Metode ini hanya memberikan informasi tentang kondisi bagian yang diuji, dan tidak memastikan bahwa bagian lain akan baik-baik saja. Pengujian tidak merusak digunakan untuk memverifikasi kesehatan internal dan eksternal casting tanpa merusak casting itu sendiri. Setelah casting lulus tes, itu dapat digunakan untuk aplikasi yang dimaksudkan.
Sifat tarik untuk coran baja merupakan indikasi kemampuan pengecoran untuk menahan beban di bawah kondisi pembebanan yang lambat. Sifat tarik diukur dengan menggunakan sampel cor representatif yang dikenai beban tarik terkontrol—gaya tarik yang diberikan pada kedua ujung batang tarik—hingga gagal. Setelah kegagalan, sifat tarik diperiksa.
PROPERTI
DESKRIPSI
Kekuatan Tarik
Tegangan yang diperlukan untuk mematahkan pengecoran dalam keadaan tegang, atau di bawah beban peregangan.
Kekuatan Hasil
Titik di mana coran mulai luluh atau meregang dan menunjukkan deformasi plastis saat dalam keadaan tegang.
Perpanjangan (%)
Ukuran daktilitas, atau kemampuan casting untuk berubah bentuk secara plastis.
Pengurangan luas (%)
Ukuran sekunder dari keuletan casting.
Menunjukkan perbedaan antara luas penampang awal batang tarik, dan luas penampang terkecil setelah keruntuhan tarik.
Properti tikungan mengidentifikasi keuletan casting dengan menggunakan sampel representatif persegi panjang yang ditekuk di sekitar pin ke sudut tertentu. Batang bengkok yang dihasilkan diamati untuk memeriksa retak yang tidak diinginkan.
Sifat impak adalah ukuran ketangguhan yang dihasilkan dari pengujian energi yang dibutuhkan untuk memecahkan sampel berlekuk standar. Semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk memecahkan sampel, semakin keras material cornya.
Kekerasan adalah ukuran ketahanan casting terhadap penetrasi menggunakan tes indentasi. Ini adalah properti yang menunjukkan ketahanan aus dan abrasi baja cor. Pengujian kekerasan juga dapat memberikan metode rutin yang mudah untuk menguji indikasi kekuatan tarik dalam lingkungan produksi. Hasil uji skala kekerasan biasanya berkorelasi erat dengan sifat kekuatan tarik.
Reliance Foundry bekerja sama dengan klien untuk menentukan sifat fisik dan kimia terbaik, perlakuan panas, dan metode pengujian untuk setiap pengecoran kustom. Minta penawaran untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang bagaimana layanan casting kami dapat memenuhi persyaratan proyek Anda.
Logam
Apa perbedaan antara besi tuang dan baja tuang? Casting menawarkan kapasitas luar biasa untuk detail desain, seringkali menghilangkan kebutuhan untuk fabrikasi dan perakitan tambahan. Banyak material yang dapat dicor, termasuk beberapa jenis logam dan sintetis, tetapi besi dan baja khususnya mem
Kredit gambar:Shutterstock/CHIARI VFX Baja adalah istilah umum untuk keluarga besar paduan besi-karbon yang dapat ditempa, dalam rentang suhu tertentu, segera setelah pemadatan dari keadaan cair. Bahan baku utama yang digunakan dalam pembuatan baja adalah bijih besi, batu bara, dan batu kapur. Ba
Baja mati SKD11 adalah baja perkakas Jepang. Kekerasan perlakuan panas material:hrc58-60 SKD11 adalah sejenis baja perkakas karbon tinggi dan paduan kromium tinggi. Setelah perlakuan panas, ia memiliki kekerasan tinggi, grindability, hardenability yang kuat dan stabilitas dimensi yang baik. Kemampua
Saat ini, ada beberapa industri logam yang menggunakan pengelasan robot, begitu pula industri baja dan konstruksi. Namun, tidak selalu seperti itu. Selama beberapa dekade terakhir, industri telah beralih dari tukang las manual ke sel las robot karena tingkat deposisi yang lebih tinggi, hasil las be
