Apakah baja karbon lebih baik daripada baja ringan? Pertanyaan jebakan! Baja ringan adalah jenis baja karbon. Unsur karbon ada di semua baja. Kapan pun karbon ini adalah elemen paduan utama, paduan tersebut dianggap sebagai baja karbon. Baja "rendah karbon" adalah nama lain untuk baja ringan. Ada baja karbon lainnya, dengan kandungan karbon yang berbeda. Mana yang lebih baik tergantung pada aplikasi baja yang akan digunakan.
Lebih dari 1,5 miliar ton baja diproduksi setiap tahun untuk membuat produk yang beragam seperti jarum jahit dan balok struktural untuk gedung pencakar langit. Baja karbon adalah paduan baja yang paling umum digunakan, membentuk sekitar 85% dari semua produksi di AS. Kandungan karbon produk berada pada kisaran 0–2%. Karbon ini mempengaruhi struktur mikro baja, memberikan kekuatan dan ketangguhan legendaris. Paduan ini juga mengandung sejumlah kecil mangan, silikon, dan tembaga. Baja ringan adalah istilah komersial untuk baja karbon rendah, di mana kandungan karbon berada dalam kisaran 0,04–0,3%.
Baja karbon dapat dikategorikan tergantung pada komposisi kimia dan karakteristik produk. Baja ringan juga termasuk dalam kategori baja karbon rendah karena terdiri dari kandungan karbon yang serupa. Baja karbon polos bebas dari paduan dan dapat ditempatkan dalam empat kategori:
Baja karbon rendah memiliki kandungan karbon 0,04-0,3% dan merupakan kelas baja karbon yang paling umum. Baja ringan juga dianggap baja karbon rendah karena didefinisikan memiliki kandungan karbon rendah 0,05-0,25%. Baja ringan bersifat ulet, sangat mudah dibentuk, dan dapat digunakan untuk suku cadang mobil, pelat, dan produk kawat. Di ujung yang lebih tinggi dari kisaran kandungan karbon rendah, dan dengan penambahan mangan hingga 1,5%, sifat mekanik cocok untuk stamping, tempa, tabung mulus, dan pelat boiler.
Baja karbon sedang memiliki kisaran karbon 0,31-0,6% dan kisaran mangan 0,6-1,65%. Baja ini dapat diberi perlakuan panas dan dipadamkan untuk lebih menyesuaikan struktur mikro dan sifat mekanik. Aplikasi populer termasuk poros, gandar, roda gigi, rel, dan roda kereta api.
Baja karbon tinggi memiliki rentang karbon 0,6–1% dengan kandungan mangan 0,3–0,9%. Sifat baja karbon tinggi membuatnya cocok untuk digunakan sebagai pegas dan kawat berkekuatan tinggi. Produk-produk ini tidak dapat dilas kecuali program perlakuan panas yang rinci disertakan dalam prosedur pengelasan. Baja karbon tinggi digunakan untuk perkakas bermata, kabel berkekuatan tinggi, dan pegas.
Baja karbon ultra-tinggi memiliki kisaran karbon 1,25–2%, dan dikenal sebagai paduan eksperimental. Tempering dapat menghasilkan baja dengan tingkat kekerasan yang tinggi, yang berguna untuk aplikasi seperti pisau, gandar, atau punch.
Baja karbon dan baja ringan diproduksi dalam tiga tahap:
Ini diikuti oleh berbagai teknik finishing yang memiliki efek langsung pada karakteristik produk akhir.
Baja dapat dibuat dari 100% bahan daur ulang atau dari kombinasi bahan daur ulang dan baja murni. Baja perawan diproduksi dalam tanur tinggi dari bijih besi, kokas (diproduksi dari batu bara), dan kapur. Bahan baku ditambahkan ke bagian atas tungku, yang beroperasi pada 3000 ° F. Saat bijih besi meleleh dan bercampur dengan kokas yang terbakar, karbon dilepaskan ke dalam produk cair. Kotoran diserap oleh kapur menjadi terak di permukaan, yang dapat diambil dari baja cair. Produk pada tahap ini mengandung sekitar 4% karbon dan masih memiliki beberapa pengotor. Baja murni cair dipindahkan ke tungku oksigen dasar (BOF), yang sudah berisi logam bekas daur ulang. Oksigen murni ditiupkan melalui baja cair untuk mengoksidasi kelebihan karbon, membentuk produk jadi dengan kandungan karbon hingga 1,5%.
Baja bekas daur ulang dapat diproses ulang tanpa penambahan baja murni dalam tungku busur listrik. Busur listrik berdaya tinggi melelehkan logam pada suhu hingga 3000 °F. Saat baja skrap meleleh, tumpukan skrap lebih lanjut dapat ditambahkan ke tungku hingga kapasitasnya. Setelah mandi datar baja cair tercapai, oksigen dihembuskan dengan cara yang sama seperti BOF. Dalam kedua kasus, baja cair disadap dari tungku ke dalam ladle atau bak baja untuk diproses lebih lanjut, sementara terak permukaan yang mengandung kotoran dihilangkan.
Permintaan pasar akan produk baja berkualitas tinggi dan properti yang konsisten telah mendorong pengembangan proses pembuatan baja sekunder.
Komposisi baja diubah dalam tungku busur listrik dengan menambahkan atau menghapus komponen individu atau dengan memanipulasi suhu.
Aspek penting dari pembuatan baja sekunder adalah penghilangan oksigen. Kehadiran oksigen dalam baja cair saat mulai mengeras menghasilkan reaksi dengan karbon untuk melepaskan gas karbon monoksida. Mengontrol deoksidasi dapat digunakan untuk mengubah karakteristik produk jadi dan oleh karena itu kesesuaian baja untuk digunakan untuk aplikasi yang berbeda.
Metode pengecoran tradisional melibatkan pengangkatan sendok dengan derek sehingga baja cair dapat dimasukkan ke dalam cetakan individu yang dipasang di gerbong kereta. Cetakan ingot sedikit meruncing untuk memudahkan pelepasan ingot setelah pemadatan. Ingot dipindahkan ke lubang perendaman untuk dipanaskan kembali untuk penggulungan panas.
Mesin pengecoran memungkinkan pengecoran terus menerus dari baja cair menjadi bentuk yang lebih cocok untuk pemrosesan hilir. Sendok diangkat ke platform yang ditinggikan di mana mereka melepaskan baja cair ke dalam tundish, yang memberi makan mesin pengecoran. Baja cair diumpankan dari tundish ke dalam cetakan berpendingin air dengan pelat bawah yang dapat digerakkan. Saat kulit baja mengeras, pelat perlahan diturunkan sehingga lebih banyak baja cair masuk ke cetakan. Baja dibentuk menjadi lembaran, mekar, atau billet dalam mesin pengecoran kontinu. Produk yang dipadatkan ditarik oleh rol sebelum diluruskan dan dipotong di ujung mesin. Proses ini dapat berlanjut selama berhari-hari atau berminggu-minggu tanpa gangguan.
Setelah proses pembuatan baja karbon selesai, baja karbon selesai menggunakan rolling, heat treatment, surface treatment, atau downstream secondary processing.
Ingot cor padat harus digulung menjadi bentuk dan ukuran yang lebih berguna seperti yang dihasilkan oleh pengecoran kontinu. Baja dikompresi dan ditarik dengan memutar gulungan. Gulungan berputar lebih cepat daripada baja saat memasuki mesin, sehingga mendorong baja ke depan dan menekannya.
Baja dipanaskan di atas suhu rekristalisasi untuk memecah mikrostruktur as-cast. Ini menghasilkan ukuran butir yang lebih seragam dan distribusi karbon yang merata di dalam baja.
Pembentukan dingin dilakukan di bawah suhu rekristalisasi. Proses ini meningkatkan kekuatan melalui pengerasan regangan hingga 20%, sambil meningkatkan hasil akhir dan memungkinkan toleransi yang lebih ketat. Baja muncul dari proses rolling sebagai produk setengah jadi dalam bentuk mekar, billet, atau lembaran, tergantung pada dimensi akhir. Bloom adalah slab persegi yang sangat tebal, billet memiliki ketebalan yang sama tetapi lebarnya lebih sempit, dan slab adalah produk yang lebih tipis dan lebih lebar.
Produk setengah jadi diproses lebih lanjut menjadi produk setengah jadi di rolling mill untuk membuatnya siap untuk manufaktur dan pemrosesan akhir oleh perusahaan hilir.
PRODUK
APLIKASI
Mekar
Aplikasi struktural
Pagar
Rel pengaman
Rel tangan
Pagar khusus
Roll bar
Bangunan mesin
Konstruksi
Piring (ketebalan di atas 1/4 inci)
Manufaktur berat
Boiler
jembatan
Kapal industri
Tank
Kapal
Spreadsheet (ketebalan di bawah 1/4 inci)
Bodi mobil
Peralatan Rumah tangga
Peralatan Kantor
Kaleng minuman
Batang bulat/persegi
Kerangka konstruksi
kawat gigi
Poros
Gandar
Setelah baja meninggalkan pabrik penggilingan, perusahaan hilir menggunakan teknik pemrosesan sekunder yang berbeda untuk mencegah korosi dan meningkatkan sifat logam. Teknik utama untuk melakukan ini adalah perlakuan panas.
Tujuan baja perlakuan panas adalah untuk memanipulasi sifat mekaniknya dengan mengubah distribusi karbon dalam produk dan struktur mikro internal. Saat memanipulasi sifat mekanik baja, peningkatan daktilitas menghasilkan pengurangan kekerasan dan kekuatan, dan sebaliknya.
Baja dipanaskan sampai suhu sekitar 130 ° F di atas suhu kritis atas. Suhu dipertahankan sampai seluruh produk dipanaskan secara merata, setelah itu didinginkan dengan udara. Ini adalah bentuk perlakuan panas yang paling umum dan memberikan kekuatan dan kekerasan tinggi pada baja.
Temperatur baja dinaikkan ke keadaan larutan padat selama satu jam sebelum didinginkan pada laju 70 ° F per jam. Hasil baja lunak dan ulet tanpa tekanan internal.
Proses yang mirip dengan normalisasi, tetapi pendinginan dipercepat dengan pendinginan baja dalam air, air garam, atau minyak. Produk yang dihasilkan sangat keras—hingga empat kali lebih keras dari baja yang dinormalisasi—tetapi sangat rapuh, sehingga rentan pecah dan retak. Untuk alasan ini, pendinginan ke suhu yang telah ditentukan biasanya diikuti oleh laju pendinginan terkontrol ke suhu kamar dalam proses yang disebut tempering atau penghilang stres. Dengan merancang parameter suhu dan laju pendinginan selama perlakuan panas, sifat baja dapat dikontrol dengan tepat.
Sekitar sepertiga baja yang diproduksi diperlakukan dengan pelapis permukaan untuk menghambat korosi, meningkatkan kemampuan las, dan kemampuan mengecat.
Galvanisasi adalah proses penerapan lapisan permukaan seng pada baja. Baja dipanaskan sebelum memasuki bak seng, di mana seng cair melapisi permukaan produk. Ketebalan lapisan dikontrol dengan pisau gas. Untuk mencegah lapisan seng retak, sedikit aluminium ditambahkan ke dalam larutan seng.
Proses lain untuk menerapkan lapisan seng untuk produk baja adalah melalui galvanisasi elektrolitik. Seng diendapkan ke permukaan baja dengan mengontrol arus dalam larutan elektrolit. Teknik ini memungkinkan kontrol yang lebih baik dari ketebalan lapisan. Ini juga dapat digunakan untuk menerapkan pelapis diferensial dengan ketebalan berbeda di kedua sisi produk, atau pelapis paduan seng untuk mengoptimalkan karakteristik yang diinginkan.
Perusahaan hilir selanjutnya mengolah bahan baku baja menjadi produk jadi. Teknik pemrosesan yang berbeda digunakan seperti permesinan, yang melibatkan pelepasan logam permukaan secara seragam dengan peralatan mesin. Menggabungkan baja juga umum dan menggunakan berbagai teknik pengelasan.
Daur ulang logam adalah salah satu kisah sukses kehidupan berkelanjutan dan meminimalkan dampak aktivitas manusia terhadap lingkungan. Baja adalah material yang paling banyak didaur ulang di planet ini, lebih banyak daripada gabungan semua material lainnya.
Sumber untuk baja daur ulang termasuk skrap dari pabrik baja, produsen sekunder, dan produk baja di akhir siklus hidup produk mereka. Seringkali tidak ada cukup baja daur ulang untuk memenuhi permintaan manufaktur sehingga hampir selalu ada kombinasi baja murni dan baja daur ulang dalam produksi produk jadi.
Baja daur ulang juga ekonomis karena menurunkan biaya produk jadi. Untuk alasan ini, industri baja secara aktif terlibat dalam mempromosikan dan membangun jaringan daur ulang untuk memudahkan daur ulang produk akhir masa pakai.
Untuk informasi lebih lanjut tentang baja, atau untuk meminta penawaran untuk proyek khusus, silakan hubungi kami.
Artikel Terkait:
Logam
Seberapa penting tempering untuk baja fungsional. Paduan logam terbuat dari kombinasi elemen yang tepat, seperti bahan dalam resep. Cara elemen-elemen ini disatukan di bawah panas mengubah sifat paduan, seperti halnya teknik memasak yang berbeda mengubah rasa makanan. Baja temper mengubah sifat m
Saat Anda memulai proyek manufaktur logam berikutnya, penting untuk mempertimbangkan jenis baja yang akan digunakan. Memilih jenis baja yang tepat untuk proyek pengerjaan logam adalah keputusan penting dan jarang disebutkan. Ada banyak jenis baja, dua yang paling umum adalah baja tahan karat dan baj
Baja tahan karat dapat menjadi baja pilihan untuk banyak aplikasi, tetapi jika menyangkut fabrikasi berat, biaya untuk membuat potongan besar seluruhnya dari baja tahan karat dapat menjadi penghalang biaya. Membuat suku cadang dan kerangka kerja yang tidak penting dari baja karbon berbiaya lebih re
Transformasi baja dimungkinkan dengan karbon. Kandungan karbon baja mengubah sifat baja untuk aplikasi yang berbeda. Sifat tarik dapat membuat apa saja mulai dari baja aluminium yang dapat ditekuk hingga pelat baja tahan goncangan dengan menggunakan persentil terukur dari karbon dalam baja. Sifat Ba
