Baja Leguran Dijelaskan: Jenis, Komposisi, Sifat & Aplikasi Utama

Dalam artikel ini kita akan membahas tentang Baja Leguran, yang sangat umum digunakan di Industri serta dalam kehidupan sehari-hari. Mulai dari definisi kita akan melihat komposisi, jenis, dan guna dan sifat.

Apa itu Baja Leguran ?

Baja leguran dapat didefinisikan sebagai baja yang ditambahkan elemen selain karbon dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan peningkatan sifat.

Elemen legur yang paling umum ditambahkan ke baja adalah kromium, nikel, mangan, silikon, vanadium, molibdenum, tungsten, fosfor, tembaga, titanium, zirkonium, kobalt, columbium, dan aluminium. Setiap elemen ini memberikan kualitas tertentu pada baja yang ditambahkannya. Mereka dapat digunakan secara terpisah atau dalam kombinasi untuk menghasilkan karakteristik yang diinginkan dalam baja.

Sifat baja leguran : Seperti karbon, sejumlah elemen legur larut untuk menghasilkan leguran dengan kekuatan, duktilitas, dan ketahanan yang ditingkatkan. Selain itu, karbon selain membentuk senyawa intermetalik dengan besi, bereaksi dengan banyak elemen legur dan membentuk karbida leguran. Karbida leguran ini serta karbida besi-legur biasanya keras dan kurang tahan.

Beberapa elemen legur ditambahkan untuk mencegah atau membatasi pertumbuhan butir. Aluminium dianggap paling efektif dalam hal ini. Yang lain adalah zirkonium, vanadium, kromium, dan titanium. Secara struktural, penambahan elemen legur hampir selalu mempengaruhi mekanisme transformasi austenite-ferrite dengan mengubah suhu di mana transformasi dari gamma ke alpha besi terjadi. Beberapa elemen legur menurunkan dan beberapa meningkatkan suhu kritis.

Perubahan komposisi dan struktural yang dihasilkan oleh elemen legur mengubah dan meningkatkan sifat fisik, mekanis, dan pengolahan besi dan baja. Secara umum, baja leguran dapat memberikan sifat kekuatan, duktilitas, dan ketahanan yang lebih baik yang tidak dapat didapatkan dalam baja karbon. Akibatnya, insinyur produksi dan desain harus mempertimbangkan baja leguran dalam desain yang tunduk pada stres tinggi dan/atau beban pukulan.

Hampir semua baja leguran diproduksi dengan struktur butir halus. Baja butir halus kurang cenderung retak selama perlakuan panas tetapi memiliki sifat ketahanan dan resistensi kejutan yang lebih baik. Baja butir kasar menunjukkan sifat pemesinan yang lebih baik dan dapat diperlakukan keras lebih dalam dibandingkan baja butir halus.

Baja Leguran Mana yang Digunakan untuk Membuat Magnet Permanen ?

1. Baja silikon

2. Baja vanadium

3. Baja mangan

4. Baja kobalt

Jawaban benar adalah 4. Baja kobalt

Leguran Alnico, leguran besi dengan aluminium, nikel dan kobalt. Baja leguran Alnico digunakan untuk membuat magnet permanen yang kuat. Mereka banyak digunakan dalam elektronik industri dan konsumen.

Baja Leguran Mana yang Digunakan untuk Membuat Instrumen Mulia ?

1. Baja silikon

2. Baja mangan

3. Vanadium

4. Baja Invar

Jawaban benar adalah 4. Baja Invar

Komposisi Baja Leguran

Efek Elemen Legur

Untuk memilih baja leguran yang paling sesuai untuk desain tertentu, efek elemen legur utama harus dipertimbangkan. Mereka adalah :

Nikels memberikan ketahanan, resistensi korosi, dan pengerasan dalam.

Kromium meningkatkan resistensi korosi, ketahanan, dan hardenability.

Mangan mendeoksidasi dan berkontribusi pada kekuatan dan kekerasan, menurunkan laju pendinginan kritis.

Silikon mendeoksidasi dan mempromosikan resistensi terhadap oksidasi suhu tinggi, meningkatkan suhu kritis untuk perlakuan panas, meningkatkan kerentanan baja terhadap decarburization dan graphitization.

Molibdenum mempromosikan hardenability, meningkatkan kekuatan tarik dan kekuatan creeping pada suhu tinggi.

Vanadium mendeoksidasi dan mempromosikan struktur butir halus. Tembaga meningkatkan resistensi korosi dan bertindak sebagai agen penguat.

Aluminium mendeoksidasi dan, mempromosikan struktur butir halus, dan membantu nitriding

Boron meningkatkan hardenability,

Ringkasan efek elemen legur utama dalam baja diberikan dalam Tabel 4.6.

Baja Leguran Rendah

Baja leguran rendah adalah leguran logam yang terbuat dari baja dan logam tambahan yang memiliki kualitas yang diinginkan. Sekitar 1% hingga 5% elemen legur ada dalam baja leguran rendah. Akibatnya, ia memiliki komposisi kimia yang tepat yang memberikan sifat mekanis yang ditingkatkan untuk menahan korosi.

Selama pembuatan, baja leguran rendah biasanya diperlakukan panas, dinormalisir, dan ditemper. Mereka juga dapat di-las. Perlakuan panas las, di sisi lain, diperlukan untuk mencegah retakan las.

Baja leguran rendah menyediakan sejumlah keuntungan dibandingkan baja lembut, termasuk:

• Kekuatan luluh yang luar biasa
• Capat menahan suhu ekstrem
• Resistensi creeping yang baik
• Resistensi terhadap oksidasi
• Resistensi terhadap hidrogen
• Duktilitas pada suhu rendah

Jenis Baja Leguran atau Klasifikasi Baja Leguran

Baja leguran dapat diklasifikasikan menurut komposisi kimia, kelas struktural dan tujuan.

Klasifikasi Menurut Komposisi Kimia

Dalam hal ini baja leguran dibagi menjadi Baja Tiga Komponen, yang berisi satu elemen legur selain besi dan karbon : Baja Empat Komponen, yang berisi dua elemen legur, dll.

Klasifikasi Menurut Kelas Struktural

Berdasarkan struktur yang didapat saat spesimen dengan penampang kecil didinginkan dalam udara. Baja leguran dapat diklasifikasikan sebagai: 1. Pearlitic 2. Martensitic 3. Austenitic 4. Ferritic dan 5. Carbidic.

Klasifikasi Menurut Tujuan

Menurut kegunaan yang cocok dengan sifatnya baja leguran dapat diklasifikasikan :

1. Baja Struktural 2. Baja Perkakas 3. Baja dengan sifat fisik khusus.

1. Baja Struktural Leguran

Mereka dibagi menjadi tiga grup : leguran rendah (hingga 5 persen elemen legur) , leguran sedang (lebih dari 5 persen) dan leguran tinggi (lebih dari 10 persen). IS : 7598-1974.

Baja struktural leguran banyak digunakan di industri teknik untuk bagian yang tunduk pada beban statis dan dinamis dalam operasi. Mereka memiliki serangkaian sifat mekanis yang lebih menguntungkan dibandingkan baja karbon terutama untuk artikel dengan penampang besar. Elemen legur memperkuat ferrit, yang merupakan konstituen utama dalam struktur baja ini; meningkatkan hardenability, menyempurnakan ukuran butir; dan meningkatkan resistensi terhadap pelunakkan saat dipanaskan ke suhu sedang.

Elemen legur utama dalam baja struktural adalah kromium, nikel, dan mangan. Tungsten, molibdenum, vanadium, dan titanium biasanya tidak digunakan sebagai tambahan independen. Mereka ditambahkan bersama dengan kromium, nikel dan mangan.

2. Baja Perkakas Leguran

Mereka digunakan dalam pembuatan perkakas dalam kasus ketika umur perkakas yang disediakan oleh baja karbon tidak cukup.

Industri perkakas disuplai dengan :

1. Baja leguran rendah yang mempertahankan kekerasan tinggi pada suhu hingga 250°C.

2. Baja leguran sedang dan tinggi, misalnya, high speed steels yang mempertahankan kekerasan tinggi pada suhu hingga 620°C. Mereka memperoleh sifat pemotongan yang tinggi hanya setelah perlakuan panas yang sesuai.

Baja perkakas leguran dilebur dalam bakaran open-hearth dan bakaran listrik dan termasuk kelas kualitas tinggi.

3. Baja Leguran dengan Sifat Fisik Khusus

Mereka dapat dibagi menjadi beberapa grup sebagai (1) Baja karat bebas (2) Baja tahan skala dan panas (3) Baja tahan aus (4) Baja magnet dan (5) Baja dengan sifat termal khusus seperti baja tahan creeping, dll.

Baja Leguran Khusus

Dalam situasi pelayanan di mana baja harus menahan suhu tinggi, korosi, kejutan, dll. baja leguran khusus sangat berharga. Grup-grup terpenting dari baja leguran khusus dijelaskan dalam diskusi berikut.

Baja Magnet

Baja kobalt tinggi, ketika diperlakukan panas dengan benar, sering digunakan dalam pembuatan magnet permanen untuk magneto, pelacak suara dan mesin listrik serta instrumen lainnya. Baja dengan komposisi 15 hingga 40 persen kobalt 0,4 hingga 10 persen tungsten memiliki sifat magnet yang ditingkatkan.

Baja Tahan Panas

Baja tahan panas adalah baja yang sangat cocok untuk bekerja pada suhu tinggi . Baja semacam itu harus menahan pengaruh yang mengakibatkan kegagala bias baja biasa saat digunakan pada suhu tinggi. Baja yang dikontrol (dikembangkan untuk seri karat bebas) memberikan kombinasi yang berguna dari sifat tidak berskala dan kekuatan yang dipertahankan bersama dengan resistensi terhadap korosi asam yang sebanding dengan baja karat bebas.

Baja leguran yang mengandung 23 hingga 30 persen kromium dengan karbon kurang dari 0,35 persen digunakan terutama untuk pelayanan pada suhu antara 815°C dan 1150°C. Bagian bakaran, kotak annealing dan peralatan lain yang memerlukan resistensi terhadap suhu tinggi sering dibuat dari baja ini.

Baja Tahan Kejutan

Baja tahan kejutan adalah baja yang menahan kejutan dan stres kelelahan berat. Satu grade baja untuk tujuan ini mengandung 0,50 persen karbon, 2,25 persen tungsten, 1,50 persen kromium dan 0,25 persen vanadium. Grade lain dari baja tahan kejutan, dikenal sebagai baja silikon mangan, mengandung 0,55 persen karbon, 2,00 persen silikon, 0,80 persen mangan, dan 0,30 persen molibdenum. Jenis baja ini terutama digunakan untuk daun dan pegas rangkai.

Baja Karat Bebas

Baja karat bebas pada dasarnya adalah yang mengandung kromium, bersama dengan elemen lain seperti nikel, dan dikelompokkan sebagai berikut.

Baja karat bebas austenitik. Kemungkinan yang paling penting di bawah grup ini adalah yang mengandung 15 hingga 20 persen kromium dan 7 hingga 10 persen nikel. Baja yang mengandung 18 persen kromium dan 8 persen nikel sangat banyak digunakan dan biasanya disebut sebagai baja karat bebas 18/8.

Baja karat bebas martensitik. Grup ini sering disebut jenis baja karat bebas kromium polos, yang mengandung 10 hingga 14 persen kromium dan, dengan pengecualian sesekali, tidak ada elemen legur utama lainnya. Baja ini semuanya dapat diperlakukan keras dengan perlakuan panas.

Baja karat bebas feritik. Grup ini mengandung terutama 14 hingga 18 atau 23 hingga 30 persen kromium lagi tanpa elemen legur utama lainnya. Mereka tidak dapat diperlakukan keras dengan perlakuan panas.

Baja Maraging

Mereka adalah leguran berbasis besi yang mengandung 18 Ni 8 Co 5 Mo dengan jumlah kecil Al dan Ti dan kurang dari 0,03 persen C. Kekuatan dipertahankan dengan peningkatan ketebalan penampang dan juga hingga 350°C, Baja ini digunakan untuk komponen bingkai pesawat dan mesin, cetakan injeksi dan cetakan.

Pada pendinginan dari kondisi austenitik leguran bertransformasi menjadi martensit lath tipis, dan pengerasan presipitasi diinduksi oleh maraging pada 480°C.

Baja ini memiliki ketahanan pecah yang tinggi karena kombinasi ukuran butir halus martensit dan densitas dislocation yang tinggi, yang mengarah pada presipitasi halus.

High Speed Steel

High-speed steels (HSS) mendapatkan namanya dari fakta bahwa mereka dapat dioperasikan sebagai alat potong pada kecepatan potong yang jauh lebih tinggi daripada yang mungkin dengan baja perkakas karbon polos. High-speed steels beroperasi pada kecepatan potong 2 hingga 3 kali lebih tinggi daripada untuk baja karbon.

Ketika material keras dimesin dengan kecepatan tinggi dengan potongan berat, cukup panas mungkin dikembangkan untuk menyebabkan suhu tepian pemotong mencapai panas merah. Suhu ini akan melunakkan baja perkakas karbon yang mengandung bahkan hingga 1,5 persen karbon hingga menghancurkan kemampuan pemotongnya. Beberapa baja leguran tinggi, yang disebut high-speed steels, oleh karena itu, telah dikembangkan yang harus mempertahankan sifat pemotongnya pada suhu hingga 600°C hingga 620°C.

Kami telah mencoba untuk mencakup semua detail topik Baja Leguran secara luas mulai dari Definisi, Komposisi, Sifat, dan Guna. Jika Anda menyukai artikel ini, silakan bagikan dengan teman-teman Anda dan berikan masukan di komentar di bawah.