Baja berkekuatan tinggi tingkat lanjut:Definisi dan aplikasi

Karena kekhawatiran atas keselamatan pengemudi dan penghematan bahan bakar menjadi lebih menonjol, pabrikan otomotif telah berupaya untuk membuat semua aspek siklus produksi kendaraan menjadi lebih efisien. Bagian dari proses optimasi yang sedang berlangsung ini termasuk secara menyeluruh mempertimbangkan sifat material yang paling efektif atau bermanfaat dalam aplikasi otomotif, dan mencoba menggabungkan lebih banyak material yang memberikan karakteristik yang diinginkan ini. Salah satu terobosan penting di bidang ini adalah pengembangan baja berkekuatan tinggi (AHSS) yang canggih.

Baja berkekuatan tinggi yang canggih adalah generasi baru dari grade baja yang menawarkan kombinasi unik dari ketahanan, kemudahan manufaktur, dan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi yang memastikan suku cadang dan komponen baja memenuhi peraturan keselamatan dan efisiensi kritis dengan cara yang hemat biaya.

Pembuat mobil telah menggunakan baja berkekuatan tinggi yang canggih selama bertahun-tahun, dan seiring dengan peningkatan proses manufaktur, demikian juga setiap generasi baja berikutnya. Dengan menggunakan proses pemanasan dan pendinginan yang tepat serta mekanisme penguatan yang berbeda, para insinyur dapat mencapai sifat mekanik yang optimal — seperti keuletan atau kekuatan tarik yang tinggi — sekaligus memenuhi persyaratan untuk kinerja benturan, keuletan, kelelahan, kekakuan, dan karakteristik lainnya.

Berbagai jenis baja lembaran kekuatan tinggi yang canggih juga memberikan sifat yang berbeda, yang memungkinkan produsen untuk menyesuaikan komposisi bagiannya untuk memenuhi kebutuhan spesifik setiap aplikasi. Rangka mobil, misalnya, memerlukan kekakuan yang lebih besar (untuk menjaga integritas struktural kendaraan) daripada suku cadang yang digunakan di zona remuk, yang dirancang untuk mengalami deformasi terkontrol yang membantu melindungi penumpang jika terjadi tabrakan.

Jenis baja berkekuatan tinggi canggih

Baja yang memiliki tingkat kekuatan luluh 550 megapascal pressure unit (MPa) atau lebih tinggi biasanya dianggap sebagai baja berkekuatan tinggi tingkat lanjut . Untuk generasi pertama dan kedua dari logam ini, para insinyur dengan cepat memanfaatkan perbedaan komposisi kimia dan struktur mikro multifase dari baja tertentu untuk memenuhi tuntutan kinerja komponen otomotif.

• Baja Fase Ganda (DP) :Salah satu baja canggih berkekuatan tinggi yang paling banyak digunakan dan sangat ulet serta tahan retak, yang memungkinkannya digunakan dalam berbagai aplikasi otomotif, termasuk dalam komponen struktural.
• Baja Transformasi-Induced Plasticity (TRIP): Menunjukkan kelenturan tinggi, yang memberi bagian baja TRIP kapasitas daya tahan yang tinggi. Keduanya memberikan penyerapan energi yang tinggi, yang membuatnya cocok untuk zona kusut.
• Baja martensit: Memiliki struktur mikro yang menampilkan peningkatan kandungan karbon, yang meningkatkan kekuatan dan kekerasan material tetapi tidak meningkatkan berat komponen dengan cara yang sama seperti bagian baja konvensional. Baja martensit menahan deformasi permanen, yang menjadikannya pilihan material yang sangat baik untuk memperkuat kompartemen penumpang otomotif atau sangkar pengaman.

Penelitian dan pengembangan baru dalam beberapa tahun terakhir telah menghasilkan baja kekuatan tinggi generasi ketiga yang baru, yang dirancang untuk memberikan peningkatan kombinasi kekuatan dan keuletan, seringkali dengan biaya yang jauh lebih rendah. Sementara industri masih bekerja menuju definisi standar baja kekuatan tinggi generasi ketiga, sifat khas yang diinginkan adalah kekuatan minimum 1200 MPa dan daktilitas perpanjangan 30% — peningkatan yang mencolok dibandingkan baja generasi sebelumnya.

Aplikasi baja berkekuatan tinggi yang canggih

Meskipun telah digunakan selama bertahun-tahun untuk aplikasi otomotif, baja berkekuatan tinggi yang canggih juga semakin banyak dimasukkan ke dalam sektor manufaktur lainnya. Fitur keselamatan tabrakan dari baja berkekuatan tinggi menjadikannya ideal untuk aplikasi dalam sistem transportasi kereta api, misalnya.

Baja berkekuatan tinggi yang canggih juga telah ditemukan untuk meningkatkan kinerja mesin dan pembatasan kecepatan tidak hanya untuk mobil, tetapi juga untuk pesawat terbang, kapal, dan kereta api. Pasar baja berkekuatan tinggi yang canggih juga siap menawarkan penghematan energi yang signifikan kepada produsen di seluruh dunia karena metode menjadi lebih efisien.

Tantangan baja berkekuatan tinggi canggih

Baja berkekuatan tinggi yang canggih memang memiliki beberapa keterbatasan. Peningkatan daktilitas baja kekuatan tinggi generasi ketiga yang canggih membutuhkan peningkatan kandungan paduan logam. Hal ini memungkinkan baja untuk dibentuk dingin menjadi bentuk yang lebih kompleks sambil tetap mempertahankan keuletan material, tetapi menyebabkan peningkatan keausan pada cetakan cetakan dan peningkatan pegas.

Kemampuan las juga menghadirkan tantangan, karena struktur mikro yang dibuat oleh kandungan karbon dan paduan yang lebih tinggi dari baja berkekuatan tinggi canggih dapat terkena dampak negatif oleh pemanasan dan pendinginan cepat yang terlibat dalam proses pengelasan.

Salah satu tujuan dalam pengembangan berkelanjutan baja kekuatan tinggi generasi ketiga adalah untuk mengurangi kandungan paduan baja kekuatan tinggi untuk menjaga biaya tetap rendah, sementara juga memaksimalkan kekuatan dan keuletan serta menghindari penggetasan.

Kemitraan manufaktur yang mengubah apa yang mungkin terjadi

Baja berkekuatan tinggi yang canggih mungkin sangat cocok untuk meningkatkan kekuatan tarik dan daya tahan berbagai suku cadang di seluruh industri. Kemajuan dalam efisiensi energi dan rekayasa kemungkinan akan membuat generasi berikutnya dari baja berkekuatan tinggi yang canggih menjadi lebih serbaguna.

Fast Radius adalah mitra manufaktur pilihan jika Anda ingin memproduksi suku cadang menggunakan baja berkekuatan tinggi yang canggih. Tim desainer dan insinyur kami yang berdedikasi menyediakan layanan manufaktur sesuai permintaan dengan dukungan komprehensif di seluruh pengembangan produk dan siklus hidup manufaktur. Kami bekerja sama dengan setiap pelanggan kami untuk memastikan bahwa setiap bagian dioptimalkan untuk desain dan kemampuan manufaktur, menggunakan proses dan teknik yang tepat untuk menciptakan produk yang unggul secara konsisten. Hubungi kami hari ini untuk memulai.