Baja Bantalan 52100 | 1.3505 | 100Cr6

2. Sifat-sifat Baja Bantalan 52100

Bagian ini merinci karakteristik penting baja AISI/SAE 52100 yang menjadikannya material pilihan di banyak industri.

Potensi Kekerasan dan Respon Perlakuan Panas

Salah satu yang menonjol 52100 sifat baja bantalan adalah kemampuan kekerasannya yang luar biasa.

• Kekerasan yang Dapat Dicapai: Dengan perlakuan panas yang tepat, baja 52100 secara konsisten mencapai kekerasan 60 hingga 64 HRC di seluruh bagiannya. Misalnya, potongan setebal 1 inci dapat mencapai sekitar 60 HRC saat ditempa pada suhu sekitar 204°C (400°F).
• Aplikasi Bantalan: Untuk komponen bantalan bola yang kritis, kekerasan minimum 62 HRC biasanya ditentukan dan dicapai setelah pengerasan dan temper.
• Kekerasan Panas: Penting untuk mempertimbangkan bahwa kekerasan panas baja 52100 berkurang secara nyata saat suhu pengoperasian meningkat.

2.1 Karakteristik Mikrostruktur

Struktur mikro baja 52100 setelah perlakuan panas yang benar sangat penting bagi kinerjanya:

• Struktur Khas: Terutama terdiri dari martensit karbon tinggi dengan karbida bulat primer (tidak larut) yang terdispersi halus. Kandungan austenit tertahan sebesar 5 hingga 10% juga merupakan hal yang umum.
• Kontribusi Ketahanan Aus: Untuk aplikasi bantalan, baja 52100 sengaja diaustenisasi di bawah suhu Acm. Proses ini mendorong pembentukan susunan karbida sementit dalam struktur martensit akhir, yang secara signifikan meningkatkan ketahanan aus.
• Kebersihan: Mikrostruktur yang bersih, bebas dari inklusi berlebihan, sangat penting, terutama untuk aplikasi yang memerlukan permukaan yang sangat halus, seperti cetakan.

2.2 Kekuatan Mekanik Inti Baja 52100

Baja paduan 52100 dirancang untuk kapasitas menahan beban dan ketahanan tinggi.

2.3 Kinerja Kelelahan

Umur kelelahan yang tinggi merupakan hal yang penting properti baja bantalan 52100, terutama untuk komponen seperti bantalan jurnal yang mengalami beban siklik. Ketahanan terhadap kelelahan dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kandungan inklusi dan ketepatan perlakuan panas. Kontrol kualitas, termasuk pengujian kelelahan, adalah yang terpenting.

2.4 Ketahanan Aus

Baja 52100 menunjukkan ketahanan aus yang baik. Hal ini ditingkatkan secara signifikan oleh keberadaan partikel sementit yang sangat kecil dan keras yang terdistribusi secara merata dalam struktur mikro setelah perlakuan panas yang optimal. Perlakuan khusus, seperti proses dupleks, dapat lebih meningkatkan karakteristik keausan dibandingkan dengan baja kromisasi standar atau baja paduan lainnya seperti 8620 dalam kondisi tertentu.

2.5 Pengerasan

Berkat kandungan kromiumnya, baja 52100 memiliki kemampuan pengerasan yang baik. Hal ini memungkinkan baja ini mencapai kekerasan yang konsisten melalui penampang melintangnya pada bagian-bagian dengan ketebalan hingga sekitar 1 inci. Kemampuan pengerasannya sebanding dengan baja 5280.

2.6 Kemampuan Mesin

Untuk hasil pemesinan terbaik dan untuk memastikan respons yang seragam selama proses pengerasan berikutnya, struktur mikro yang berbentuk bulat sangat disarankan untuk baja 52100. Kondisi ini meningkatkan masa pakai alat dan penyelesaian permukaan.

2.7 Kebersihan dan Kualitas Material

Berkualitas tinggi Baja bantalan 52100 diproduksi dengan penekanan kuat pada kesehatan internal, kebersihan, dan komposisi kimia yang seragam.

• Kontrol Inklusi: Untuk aplikasi kritis seperti bantalan bola, tingkat inklusi non-logam yang sangat rendah (misalnya, Tipe A, B, C, D) dan kandungan oksigen minimal sangat penting.
• Proses Peleburan: Teknik peleburan canggih seperti peleburan vakum elektroda habis pakai (CEVM) atau peleburan ulang elektroslag (ESR) dapat memberikan struktur mikro yang sangat bersih yang diperlukan untuk aplikasi yang menuntut seperti cetakan yang dipoles.
• Pertimbangan Pengecoran: Saat memproduksi baja 52100 melalui pengecoran kontinyu modern, siklus homogenisasi yang tidak memadai dapat menyebabkan segregasi dan distribusi karbida yang tidak diinginkan, yang berdampak negatif pada sifat dan respons perlakuan panasnya.
• Standar: ASTM A 535 mencakup billet baja paduan kualitas khusus, batang, tabung bulat, batang, dan tabung yang ditujukan untuk pembuatan bantalan antigesekan.

2.8 Stabilitas Dimensi

Mencapai stabilitas dimensi yang sangat tinggi pada komponen baja 52100 memerlukan kontrol yang tepat atas perlakuan panas. Baja ini dapat sensitif terhadap distorsi, dan tempering ke tingkat kekerasan yang lebih rendah mungkin diperlukan dibandingkan dengan beberapa baja canggih jika stabilitas akhir merupakan tujuan utama. Suhu austenitisasi atau praktik tempering yang tidak tepat dapat menyebabkan keretakan.

2.9Kemampuan Las

Penting untuk dicatat bahwa baja bantalan 52100 secara umum dianggap tidak dapat dilas karena kandungan karbonnya yang tinggi, yang membuatnya rentan terhadap retak selama dan setelah pengelasan.

2.10 Ketangguhan

Bila didinginkan dengan oli dengan benar dari sekitar 850°C (1560°F) untuk mencapai struktur mikro karbida bulat yang tersebar dalam martensit yang ditempa, baja 52100 menunjukkan ketangguhan yang baik. Hal ini dapat dinilai menggunakan uji standar seperti energi impak Charpy V-notch dan ketangguhan fraktur regangan bidang (KIc). Penelitian telah menunjukkan bahwa bainit 52100 dapat menawarkan ketangguhan impak yang lebih tinggi dibandingkan dengan beberapa baja tempa bubuk.