Baja 42CrMo4 Teknis Ringkasan

Tinjauan Teknis Baja 42CrMo4: Sebagai baja struktural paduan yang banyak digunakan, 42CrMo4 (juga dikenal dengan standar EN 1.7225) dihargai karena kekuatan, ketangguhan, dan kemampuan pengerasannya. Dengan pengalaman penempaan lebih dari 20 tahun, kami di Aobo Steel memahami peran penting material ini dalam aplikasi teknik yang menuntut. Berikut ini adalah gambaran sederhana tentang profil teknisnya.

1. Baja 42CrMo4 Komposisi Kimia

Kinerja 42CrMo4 dimulai dengan susunan kimia spesifiknya. Meskipun terdapat sedikit variasi antara standar, komposisi tipikal umumnya berada dalam rentang berikut:

• Karbon (C): 38% – 0.45% (Beberapa standar mungkin menentukan 0.38% – 0.42%)
• Silikon (Si):≤ 0,40% (Sering dinyatakan sebagai 0,10%- 0,40%)
• Mangan (Mn): 60% – 0,90% (Terkadang 0,50% – 0,80%)
• Kromium (Cr): 90% – 1.20%
• Molibdenum (Mo): 15% – 0,30% (standar ASTM sering menyebutkan 0,15% – 0,25%)
• Fosfor (P):≤ 0,035% (Beberapa spesifikasi yang lebih ketat memerlukan ≤ 0,025%)
• Belerang (S):≤ 0,035% (Beberapa spesifikasi yang lebih ketat memerlukan ≤ 0,025%)

Catatan: Varian 42CrMoS4 mencakup penambahan sulfur yang terkontrol (biasanya 0,020% – 0,040%) secara khusus untuk meningkatkan kemampuan mesin. Selalu konfirmasikan spesifikasi yang dibutuhkan untuk aplikasi Anda.

2. Baja 42CrMo4 Standar Setara

42CrMo4 diakui secara internasional dengan berbagai sebutan. Memahami padanan ini sangat penting untuk pengadaan dan spesifikasi:

• ID: 42CrMo4 (Nomor Bahan: 1.7225)
• Bahasa Indonesia: Logam 42CrMo4
• ASTM/AISI (Amerika Serikat): Umumnya dibandingkan dengan 4140 (G41400) dan 4142 (G41420)
• JIS (Jepang): SCM440 / SCM445
• GOST (Rusia): 38XM
• DIN (Jerman): Logam 42CrMo4
• BS (Inggris):  42CrMo4 / 708M40
• NF (Prancis): Logam 42CrMo4
• GB/T (Tiongkok): 42CrMo (A30422) / 42CrMoH (A30425)

Aobo Steel dapat menyediakan 42CrMo4 sesuai standar yang Anda butuhkan.

3. Perlakuan Panas dari Baja 42CrMo4

Memahami opsi perlakuan panas untuk baja paduan 42CrMo4 sangat penting untuk mencapai sifat mekanis yang diinginkan untuk aplikasi tertentu. Aobo Steel memiliki pengalaman luas dengan material ini, dan panduan ini menguraikan proses perlakuan panas yang umum.

3.1 Kondisi Pasokan Awal

Baja 42CrMo4 biasanya dipasok dalam kondisi tertentu yang memengaruhi pemrosesan selanjutnya. Memahami hal ini adalah langkah pertama.

3.1.1 Kondisi Anil

Perlakuan panas biasanya dilakukan pada suhu antara 830-850°C, diikuti dengan pendinginan tungku secara perlahan. Waktu penahanan bergantung pada ketebalan penampang (misalnya, 3-4 jam untuk penampang standar). Proses ini menghasilkan struktur mikro yang lebih lunak (kekerasan maksimum ≤217 HBW), ideal untuk dapat dikerjakan sebelum perlakuan lebih lanjut.

3.1.2 Kondisi Normalisasi

Proses normalisasi melibatkan pemanasan hingga 870-880°C selama 1-2 jam, diikuti dengan pendinginan udara. Proses ini menyempurnakan struktur butiran, sehingga menghasilkan dasar yang seragam untuk perlakuan panas lebih lanjut. Kekerasan biasanya ≤255 HBW. Kadang-kadang, tempering pada atau di atas 480°C (900°F) dilakukan setelah proses normalisasi untuk mengurangi kekuatan luluh jika diperlukan.

3.2 Pengerasan dan Tempering (Quenching & Tempering – Q&T)

Untuk aplikasi yang menuntut kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi, Quenching and Tempering (Q&T) adalah proses standar yang diterapkan pada 42CrMo4.

3.2.1 Pengerasan (Quenching)

Langkah ini melibatkan pemanasan 42CrMo4 hingga mencapai suhu austenitisasi, umumnya 850-880°C. Waktu perendaman yang cukup pada suhu ini sangat penting untuk struktur austenitik yang homogen. Selanjutnya, pendinginan cepat (quenching) mengubah austenit menjadi martensit keras.

Pendinginan oli merupakan standar untuk 42CrMo4, yang menyeimbangkan laju pendinginan dengan risiko distorsi minimal, khususnya untuk bagian kecil hingga sedang. Pendinginan air dapat digunakan untuk bagian yang lebih tebal untuk mencapai pengerasan menyeluruh tetapi meningkatkan risiko retak karena guncangan termal yang lebih besar. Mutu serupa seperti 4140 juga biasanya didinginkan oli setelah austenitisasi (845-925°C / 1550-1700°F).

3.2.2 Tempering

Martensit yang dipadamkan seperti baja keras tetapi umumnya terlalu getas untuk penggunaan teknik. Tempering sangat penting untuk meningkatkan ketangguhan. Ini melibatkan pemanasan ulang baja yang dipadamkan ke suhu tertentu di bawah Ac1 (biasanya 450-650°C), menahannya selama durasi tertentu (misalnya, 2 jam), dan kemudian mendinginkannya (sering kali di udara atau minyak).

Suhu tempering yang dipilih secara langsung mengontrol keseimbangan akhir sifat mekanik:

• Suhu Rendah (misalnya, 450°C): Suhu ini memaksimalkan kekerasan dan kekuatan, membuatnya cocok untuk aplikasi dengan ketahanan aus yang tinggi.
• Suhu Menengah (misalnya, 500-600°C): Menawarkan kombinasi seimbang antara kekuatan tinggi dan ketangguhan yang baik, yang umum untuk komponen seperti roda gigi dan poros. Tempering pada suhu 580°C setelah pendinginan oli dari suhu 850°C dapat mencapai kekuatan tarik ≥1100 MPa dan kekuatan luluh ≥950 MPa.
• Suhu Tinggi (misalnya, 650°C): Menghasilkan kekuatan dan kekerasan yang lebih rendah tetapi secara signifikan meningkatkan keuletan dan ketahanan benturan.

Catatan: Tempering pada kisaran 230-370°C (450-700°F) secara umum harus dihindari untuk baja 42CrMo4, mirip dengan baja 4140, karena risiko 'kerapuhan biru', yang dapat mengurangi ketangguhan.

3.3 Teknik Pengerasan Permukaan

Aplikasi tertentu dapat memperoleh manfaat dari pengerasan permukaan untuk meningkatkan ketahanan aus sekaligus mempertahankan ketangguhan inti.

3.2.3 Pengerasan Induksi

Proses ini memanaskan lapisan permukaan dengan cepat menggunakan medan elektromagnetik hingga mencapai suhu austenitisasi, diikuti dengan pendinginan cepat (sering kali dalam emulsi). Temperatur rendah (misalnya, 150-180°C) dapat dilakukan untuk menghilangkan tegangan tanpa menurunkan kekerasan permukaan secara signifikan (berpotensi ≥56 HRC). Pengerasan induksi 42CrMo4 yang berhasil dapat mencapai kekerasan permukaan sekitar 670 Hv.

3.2.4 Nitriding dan Boronisasi

Untuk kekerasan permukaan dan ketahanan aus yang lebih baik, proses seperti nitriding atau boronizing dapat diterapkan setelah perawatan Q&T primer. Perawatan termokimia ini memodifikasi komposisi permukaan untuk menciptakan lapisan yang sangat keras.

4. Sifat Mekanik Baja 42CrMo4 (Kondisi Didinginkan dan Ditempa)

Dalam keadaan dipadamkan dan ditempa (Q+T), 42CrMo4 menghasilkan kinerja mekanis yang sangat baik. Nilai tipikal setelah pendinginan oli (850°C) dan tempering (580°C) dapat mencakup:

• Kekuatan Tarik (Rm): Tekanan ≥ 1100MPa
• Kekuatan Hasil (ReL): ≥ 950MPa
• Perpanjangan (A): ≥ 12%
• Ketahanan Benturan (KV/KU atau aK): Nilai bergantung pada metode pengujian, tetapi ketangguhan yang baik merupakan ciri khasnya (misalnya, ≥ 80 J/cm²).

Ingat, sifat akhir bergantung langsung pada parameter perlakuan panas spesifik yang digunakan.

5. Aplikasi Umum

Kombinasi kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus membuat 42CrMo4 cocok untuk berbagai komponen yang menuntut:

• Pembuatan Mesin: Bagian yang mengalami tekanan tinggi seperti roda gigi, poros, as, batang penghubung, poros engkol, dan baut berkekuatan tinggi.
• Perkakas: Cetakan plastik berukuran besar dan sedang, rangka cetakan, cetakan tempa (tergantung pada tuntutan aplikasi), cetakan arah dingin.
• Lainnya: Tabung gas bervolume besar dan komponen yang memerlukan kekuatan lelah tinggi.