Sifat dan Aplikasi Baja Karbon AISI 1025

Baja karbon AISI 1025 adalah baja karbon biasa yang sering digunakan di berbagai sektor industri. Baja ini diklasifikasikan sebagai baja karbon rendah, meskipun tergantung pada konteks spesifiknya, baja ini terkadang dirujuk dalam daftar baja karbon sedang. Karakteristiknya menjadikannya material serbaguna untuk berbagai aplikasi.

1. Komposisi Kimia Baja Karbon 1025 (Standar ASTM)

Komposisi kimia baja 1025 diatur oleh standar industri yang ditetapkan, yang menjamin konsistensi. Spesifikasi utama meliputi:

• Standar:ASTM A29/A29M, ASTM A108, ASTM A576-90b (2000)
• Karbon (C): 0.22% – 0.28%
• Mangan (Mn): 0.30% – 0.60%
• Fosfor (P): 0,040% maksimum
• Belerang (S): 0,050% maksimum
• Penunjukan UNS: G10250

Kisaran komposisi ini menentukan sifat dasar mutu.

2. 1025 Karbon Sifat Mekanik Baja

Sifat mekanis baja 1025, seperti kekuatan tarik dan kekuatan luluh, dipengaruhi oleh kondisinya (misalnya, digulung panas, diselesaikan dingin) dan setiap perlakuan panas berikutnya.

• Digulung Panas: Nilai tipikal untuk batang canai panas (misalnya, diameter 16mm) menunjukkan tingkat kekuatan sedang yang cocok untuk banyak aplikasi serba guna. Angka kekuatan spesifik dapat bervariasi. [Sumber dokumen asli 11 memberikan angka seperti 125-175 ksi TS / 80 ksi YS, sementara sumber lain menyarankan nilai yang lebih rendah yang umum untuk baja karbon rendah. Sebaiknya konsultasikan sertifikasi pabrik tertentu untuk jaminan minimum].
• Karakteristik Umum: Dibandingkan dengan baja karbon atau baja paduan yang lebih tinggi, 1025 menawarkan kekuatan tarik yang lebih rendah tetapi secara umum memiliki keuletan dan ketangguhan yang baik.

Baja 1025 memiliki kemampuan mesin yang baik, keunggulan utamanya, terutama saat dipasok dalam kondisi cold-finished (CF). Kandungan karbonnya yang lebih rendah membuatnya lebih mudah dimesin dibandingkan baja yang lebih keras.

3. 1025 Karbon Aplikasi Baja

• Poros: Kemampuan mesin yang baik membuatnya menjadi pilihan populer untuk pembuatan poros industri.
• Komponen Struktural: Ini digunakan dalam aplikasi struktural dan sering dipasok sebagai produk canai panas yang memenuhi standar seperti EN 10025 atau sebagai lembaran/strip menurut ASTM A1011/A1011M, di mana kemampuan bentuk dapat menjadi hal yang penting.

4. Panduan Perlakuan Panas untuk Baja 1025

Baja 1025 adalah baja rendah karbon yang serbaguna. Sifat mekanisnya dapat diubah secara signifikan melalui berbagai proses perlakuan panas. Memahami perlakuan ini adalah kunci untuk mengoptimalkan baja 1025 untuk aplikasi industri tertentu. Panduan ini menguraikan perlakuan panas umum yang berlaku untuk baja 1025 dan pengaruhnya.

4.1 Anil

Tujuan: Anil terutama digunakan untuk melunakkan baja 1025, membuatnya lebih lentur dan mudah dibentuk. Anil juga menghilangkan tekanan internal dan memperbaiki struktur butiran.

Proses:

1. Panaskan baja secara merata hingga mencapai suhu dalam rentang anil, biasanya 880-930°C untuk mutu karbon rendah seperti 1025.
2. Tahan pada suhu ini cukup lama untuk austenitisasi lengkap (mengubah struktur baja menjadi austenit).
3. Dinginkan baja secara perlahan, biasanya di dalam tungku.

Hasil: Pendinginan lambat mendorong pembentukan struktur mikro yang lunak, yang sebagian besar terdiri dari ferit dan perlit. Hal ini meningkatkan keuletan dan kemampuan bentuk, sehingga baja siap untuk langkah produksi berikutnya.

4.2 Menormalkan

Tujuan: Normalisasi menyempurnakan ukuran butiran dan meningkatkan keseragaman mikrostruktur. Hasilnya adalah kekuatan dan kekerasan yang sedikit lebih tinggi daripada baja 1025 yang dianil sambil mempertahankan keuletan yang baik.

Proses:

1. Panaskan baja hingga kisaran suhu austenitisasi (mirip dengan anil, sekitar 880-930°C).
2. Tahan pada suhu agar pemanasan merata.
3. Dinginkan baja di udara tenang di luar tungku.

Hasil: Laju pendinginan yang lebih cepat (dibandingkan dengan annealing) menghasilkan struktur butiran yang lebih halus dan lebih seragam. Normalisasi sering kali diterapkan pada baja yang digulung atau ditempa untuk mempersiapkannya untuk pemesinan atau perlakuan panas lebih lanjut.

4.3 Pengerasan (Quenching)

Tujuan: Untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan baja. Perlu dicatat bahwa karena kandungan karbonnya yang rendah, baja 1025 memiliki kemampuan pengerasan yang terbatas dibandingkan dengan baja karbon sedang atau tinggi.

Proses:

1. Panaskan baja hingga suhu austenitisasi spesifik (sekitar 770-800°C untuk baja karbon rendah).
2. Dinginkan (quench) baja dengan cepat dalam media yang sesuai, seperti air, air garam, atau minyak.

Hasil: Pendinginan cepat mengubah fase austenit menjadi martensit, struktur mikro yang keras. Namun, martensit yang terbentuk pada baja 1025 memiliki kekerasan yang relatif rendah. Pendinginan menimbulkan tekanan internal yang signifikan dan berisiko mengalami distorsi. Mencapai struktur martensit sepenuhnya dapat menjadi tantangan karena kemampuan pengerasannya yang rendah; struktur mikro lain seperti ferit atau perlit dapat terbentuk bahkan dengan pendinginan yang agresif.

4.4 Tempering

Tujuan: Tempering dilakukan setelah pengerasan (quenching) untuk mengurangi kerapuhan yang melekat pada martensit dan meningkatkan ketangguhan.

Proses:

1. Panaskan kembali baja yang sebelumnya dipadamkan hingga suhu tertentu di bawah titik kritis bawah (Ac1, sekitar 727°C).
2. Tahan pada suhu temper selama waktu yang telah ditentukan.
3. Dinginkan baja, biasanya di udara.

Hasil: Tempering memodifikasi struktur martensit, mencapai keseimbangan yang diinginkan antara kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan. Sifat akhir bergantung langsung pada suhu dan durasi tempering yang dipilih – suhu yang lebih tinggi umumnya menghasilkan kekerasan yang lebih rendah dan ketangguhan yang lebih tinggi.

4.5 Karburisasi

Tujuan: Karburisasi adalah perlakuan pengerasan permukaan. Proses ini menciptakan lapisan luar (casing) yang keras dan tahan aus pada baja sambil mempertahankan bagian dalam (core) yang lebih lunak dan kuat.

Proses:

1. Panaskan komponen baja 1025 dalam atmosfer kaya karbon (gas, cairan, atau padatan) pada suhu antara 880-930°C. Karbon berdifusi ke permukaan baja.
2. Kontrol waktu dan suhu proses untuk mencapai kedalaman casing dan konsentrasi karbon yang diinginkan.
3. Lanjutkan karburisasi dengan pendinginan untuk mengeraskan casing karbon tinggi.
4. Temper komponen untuk menyempurnakan sifat casing dan inti.

Hasil: Ideal untuk komponen yang memerlukan ketahanan aus permukaan tinggi dikombinasikan dengan keuletan dan ketangguhan inti.

4.6 Karbonitridasi

Tujuan: Seperti karburisasi, karbonitriding adalah proses pengerasan permukaan yang memasukkan karbon dan nitrogen ke dalam lapisan permukaan baja.

Proses:

1. Panaskan baja dalam atmosfer yang mengandung sumber karbon dan nitrogen, biasanya pada suhu yang sedikit lebih rendah daripada karburisasi (sekitar 900°C).
2. Kedua elemen tersebut berdifusi ke dalam permukaan. Penambahan nitrogen meningkatkan kekerasan casing.
3. Padamkan komponen. Berkat peningkatan kemampuan pengerasan, pendinginan yang tidak terlalu keras (misalnya, oli) sering dapat digunakan dibandingkan dengan karburisasi.
4. Atur suhu sesuai kebutuhan.

Hasil: Menghasilkan casing yang keras dan tahan aus. Kemampuan pengerasan yang ditingkatkan memungkinkan pengerasan yang efektif dengan potensi distorsi yang lebih sedikit, sehingga cocok untuk komponen yang memerlukan kontrol dimensi yang baik.

4.7 Penghilang Stres

Tujuan: Untuk mengurangi tekanan internal yang terkunci dalam baja dari proses produksi sebelumnya seperti pemesinan berat, pembentukan dingin, atau pengelasan.

Proses:

1. Panaskan komponen baja secara merata hingga suhu di bawah titik kritis bawah (Ac1), biasanya sekitar 600°C.
2. Tahan pada suhu tersebut selama durasi yang cukup (misalnya, 1 jam per inci ketebalan, minimum).
3. Dinginkan secara perlahan untuk meminimalkan timbulnya kembali tekanan termal.

Hasil: Meningkatkan stabilitas dimensi selama pemesinan atau penggunaan berikutnya, dan mengurangi risiko distorsi atau retak yang disebabkan oleh tegangan sisa.

4.8 Memilih Perawatan yang Tepat

Perlakuan panas optimal untuk baja 1025 bergantung sepenuhnya pada persyaratan akhir komponen:

• Untuk kemampuan bentuk dan kelembutan maksimal: Memilih Anil.
• Untuk struktur yang halus dengan kekuatan dan keuletan yang seimbang: Mempertimbangkan Menormalkan.
• Untuk meningkatkan kekerasan (dalam batas tertentu) diikuti dengan peningkatan ketangguhan: Menggunakan Pendinginan dan Tempering.
• Untuk kekerasan permukaan tinggi dan ketahanan aus dengan inti yang kuat: Mempekerjakan Karburisasi atau Karbonitriding.
• Untuk meminimalkan tekanan internal akibat fabrikasi: Menerapkan Penghilang Stres.

Pemilihan proses yang tepat memastikan bahwa baja 1025 bekerja dengan andal sesuai dengan aplikasi yang diinginkan. Jika Anda memerlukan bantuan lebih lanjut dalam memilih perlakuan panas terbaik untuk kebutuhan spesifik Anda, silakan berkonsultasi dengan tim teknis kami.