Baja - pilar dalam industri konstruksi modern, hadir dalam berbagai bentuk untuk memenuhi kebutuhan. Baja karbon dan baja ringan adalah jenis baja yang paling umum dengan fitur dan aplikasi yang berbeda dalam industri.
Komponen utama baja karbon adalah karbon, dengan beberapa komponen yang berbeda. Di sisi lain, baja ringan adalah salah satu jenis baja karbon tetapi memiliki kandungan karbon yang lebih sedikit. Bersiaplah memasuki dunia baja untuk menjelajahi dan mempelajari baja Mild dan Carbon secara mendalam.
Apa itu Baja Ringan?
Sebagai baja karbon rendah, baja ini mudah dibentuk dan sering digunakan untuk aplikasi struktural dan konstruksi.
- Komposisi karbon: 04 persen hingga 0,3 persen.
- Baja ringan bersifat ulet.
Apa yang dimaksud dengan Baja Karbon Sedang?
Sebagai baja karbon sedang, baja ini sering digunakan pada gandar, roda gigi, dan rel.
- Mengandung karbon dalam jumlah sedang, sekitar 0,3 persen hingga 0,6 persen.
- Baja karbon sedang menandakan keseimbangan antara kekuatan dan keuletan.
Apa itu Baja Karbon Tinggi?
Baja ini mengandung lebih banyak karbon daripada dua jenis sebelumnya, dengan 0,6% hingga 1,5% karbon di dalamnya. Baja karbon tinggi bersifat keras dan cocok untuk alat potong dan pegas.
Baja karbon ringan vs. sedang vs. tinggi
Kekuatan
Baja ringan tidak sekuat baja karbon tinggi tetapi memberikan kekuatan yang baik untuk berbagai aplikasi. Baja ini digunakan di mana kekuatan tinggi tidak diperlukan tetapi keseimbangan antara kekuatan dan sifat-sifat seperti sifat mampu bentuk. Baja karbon yang lebih tinggi dapat menunjukkan kekuatan yang besar dibandingkan dengan baja ringan, sehingga cocok untuk meningkatkan sifat mekanis.
Daya tahan
Baja ringan tahan lama dan tahan terhadap kerusakan, tetapi lebih tahan korosi daripada baja karbon tinggi. Melapisi atau menggembleng permukaan dapat meningkatkan daya tahannya. Baja karbon yang lebih tinggi dengan elemen paduan tambahan dapat memberikan daya tahan, ketahanan aus, dan kekerasan yang lebih baik. Namun, tergantung pada komposisi spesifiknya, beberapa mungkin lebih rentan terhadap korosi.
Keserbagunaan
Jika keterjangkauan adalah perhatian utama, baja ringan dapat dipertimbangkan untuk berbagai aplikasi. Kemudahan fabrikasi dan aplikasinya di berbagai sektor, seperti konstruksi dan mobil, membuktikan keserbagunaannya.
Material baja karbon tinggi kurang serbaguna karena kekerasan dan kerapuhannya. Namun demikian, baja ini masih serbaguna dalam aplikasi khusus seperti alat pemotong dan komponen berkekuatan tinggi.
Apakah baja karbon lebih keras dari baja ringan?
Saat menganalisis kekerasan baja ringan vs baja karbon, perlu memperhitungkan kandungan karbon dalam baja dan elemen paduan potensial.
Baja karbon menunjukkan kekerasan yang lebih besar daripada baja ringan, berkat kandungan karbonnya yang lebih tinggi.
Sebaliknya, baja ringan memiliki proporsi karbon yang lebih rendah, menghasilkan sifat yang lebih lembut. Mempertimbangkan aplikasinya, baja ringan digunakan di mana kekerasan bukanlah tujuannya. Sebaliknya, peningkatan kandungan karbon dalam baja karbon membuatnya penting di mana kekerasan diperlukan.
Membandingkan baja karbon vs baja paduan: keduanya kuat, tetapi baja paduan, dengan elemen tambahan, menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik.
Seberapa Tahan Baja Karbon terhadap korosi?
Ketahanan korosi dari setiap baja karbon adalah aspek penting yang dapat mempengaruhi kinerjanya.
Baja ringan rentan terhadap korosi, terutama di tempat yang lembab. Baja ringan mudah berkarat ketika terpapar pada lingkungan yang keras.
Kandungan karbon yang rendah membuatnya rentan terhadap oksidasi, membentuk karat (oksida besi) pada permukaannya. Tindakan pencegahan seperti pelapisan, pengecatan, dan galvanisasi dapat meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Ketahanan korosi baja karbon dapat bervariasi pada faktor-faktor seperti elemen paduan dan perlakuan panas. Secara umum, peningkatan kandungan karbon mencegah korosi.
Elemen paduan seperti kromium dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Baja tahan karat mengandung kromium, yang memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi.
Proses Pembuatan Baja Karbon dan Baja Ringan
Proses produksi sedikit berbeda tergantung pada jenis baja yang dibutuhkan dan produk akhir. Tiga langkah utama:
Proses Utama
Baja dapat dibuat dari bahan daur ulang atau dikombinasikan dengan baja baru melalui Tungku Oksigen Dasar.
Oksigen berperan penting dalam proses pembuatan baja. Bijih besi dan kokas, yang berfungsi sebagai bahan baku, mengalami konversi. Baja cair kemudian dituang ke dalam cetakan. Begitulah cara lempengan dan ingot terbentuk. Hasilnya, produk akhir memiliki kandungan karbon yang tinggi (0,5 persen).
Proses Sekunder
Proses ini menciptakan baja dengan kandungan karbon yang memenuhi kebutuhan pasar. Semua perubahan yang diperlukan terjadi di sini tergantung pada baja yang diinginkan (memiliki kandungan karbon tinggi, rendah, atau sedang).
Tungku Busur Listrik (EAF)
Di sini, komposisi baja mengalami modifikasi melalui penambahan atau penghilangan komponen secara selektif, atau, sebagai alternatif, dengan menyesuaikan suhu.
- Mengaduk
Teknik ini menggunakan medan elektromagnetik untuk menginduksi arus turbulen dalam sendok, yang secara efektif memisahkan bahan non-logam. Tujuannya adalah untuk mencapai komposisi yang seragam dan tercampur dengan baik dalam baja.
- Tungku Sendok
Memanfaatkan tungku elektroda sekunder memastikan kontrol suhu yang tepat dan pengenalan komponen paduan yang akurat.
- Injeksi Sendok
Untuk menginduksi fenomena pengadukan, gas inert dimasukkan dari dasar baja cair, mengalami pemanasan dan naik melalui logam cair.
- Degassing
Pengurangan kandungan sulfur dari produk sekaligus menghilangkan hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Kombinasi teknologi vakum, injeksi gas inert, dan teknik kontrol suhu yang tepat digunakan untuk menghilangkan gas dari baja cair dalam proses degassing.
- Penyesuaian komposisi
Mencapai Pengadukan melalui injeksi gas argon dalam rendaman baja tertutup dengan hembusan oksigen.
Baja deoksidasi
Penghilangan oksigen yang terkendali bisa sangat penting untuk mengubah karakteristik produk akhir.
- Baja Rimming
Baja yang tidak atau sebagian terdeoksidasi
- Baja yang ditutup
Tutup cetakan mencegah produksi karbon monoksida
- Baja semi terbunuh
0,15 - 0,3% karbon, Sebagian terdeoksidasi
- Baja yang terbunuh
Sepenuhnya terdeoksidasi dengan karbon hingga 0,15-0,3%
Pengecoran
Dalam pengecoran, baja cair dituangkan ke dalam cetakan terpisah yang ditempatkan di atas gerbong kereta api. Untuk memudahkan pelepasan dari ingot setelah konkresi, cetakan ingot diruncingkan. Mesin pengecoran membantu menuang baja cair ke dalam bentuk yang sesuai untuk pemrosesan hilir. Ingot dipindahkan untuk dipanaskan kembali untuk pengerolan panas, dan di dalam mesin pengecoran, baja diubah menjadi lempengan, billet, dan mekar.
Proses Penyelesaian
Proses finishing dapat memengaruhi penampilan dan performa produk akhir.
Bergulir
- Penggulungan Produk
Untuk mengubah ingot tuang padat menjadi bentuk yang dapat digunakan, ingot tersebut menjalani proses pengerolan, di mana roller yang berputar bergerak lebih cepat daripada baja, mendorongnya ke depan dan mengompresnya.
- Pembentukan Panas
Baja mengalami pemanasan melebihi suhu rekristalisasi untuk mencapai ukuran butir yang konsisten dan distribusi karbon yang seragam.
- Pembentukan Dingin
Dilakukan pada suhu yang lebih rendah dari suhu rekristalisasi, pengerasan regangan meningkatkan kekuatan sebesar 20%.
Perlakuan Panas
Perlakuan panas digunakan untuk mengubah distribusi karbon untuk memodifikasi sifat mekanik.
- Normalisasi
Untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasannya, baja menjalani proses perlakuan panas yang melibatkan pemanasan di atas 55°C dan melampaui titik kritis atas. Baja kemudian dipanaskan secara merata dan kemudian didinginkan dengan udara.
- Anil
Dalam perlakuan panas, baja terpapar pada suhu larutan padat selama tiga puluh menit dan kemudian mengalami fase pendinginan bertahap. Perlakuan ini mengarah pada pengembangan varian baja yang lentur dan memiliki kualitas ulet.
- Pendinginan
Proses ini melibatkan pendinginan cepat baja dalam air, air garam, atau minyak, menghasilkan material yang tangguh namun rapuh dan mudah patah.
Perawatan Permukaan
Sekitar 33% manufaktur baja global menggunakan lapisan permukaan sebagai pencegahan terhadap korosi.
- Galvanisasi celup panas
Melalui metode ini, baja menjalani perawatan di mana baja dicelupkan ke dalam rendaman seng yang dipanaskan, sehingga menghasilkan lapisan seng. Aluminium dimasukkan ke dalam larutan seng untuk meningkatkan integritas lapisan dan mencegah kerusakan.
- Galvanisasi elektrolitik
Pengendapan lapisan seng pada baja melalui elektrolisis memberikan ketebalan yang lebih presisi dan terkontrol.
Hilir Pemrosesan sekunder
Entitas hilir memurnikan bahan baku baja dalam kontinum produksi, membentuknya menjadi produk jadi. Secara umum, ini mencakup pemesinan dan penyambungan serta penghilangan logam permukaan dengan peralatan mesin dan pengelasan.
Biaya Baja Karbon
Baja ringan adalah varian rendah karbon yang umumnya lebih terjangkau daripada baja karbon tinggi tertentu. Biaya bahan baku mempengaruhi biaya produksi secara keseluruhan.
Proses manufaktur dipilih, dan elemen paduan digunakan untuk menciptakan berbagai tingkat karbon, pemrosesan, dan fabrikasi. Setiap langkah mempengaruhi dan dapat meningkatkan biaya baja karbon secara keseluruhan.
Baja ringan sering kali dibuat lebih mudah dibentuk dan lebih mudah dikerjakan, sehingga berpotensi mengurangi biaya pemrosesan dibandingkan dengan baja karbon.
Pilihan antara baja karbon dan baja paduan bergantung pada kebutuhan aplikasi, dengan baja paduan memberikan solusi yang disesuaikan.
Aplikasi Baja Ringan vs Baja Karbon
Baja karbon vs baja memiliki aplikasi yang beragam di berbagai industri. Baja ringan, seperti balok, kolom, dan tulangan, banyak digunakan dalam industri konstruksi. Harganya yang terjangkau dan kemudahan fabrikasi membuatnya lebih disukai.
Karena sifat mudah dibentuk, baja ringan digunakan dalam industri otomotif sebagai panel bodi, sasis, dan elemen struktural. Pipa dan pipa baja karbon rendah tahan lama dan digunakan untuk komponen struktural.
Baja karbon digunakan pada alat pemotong, bor, dan pisau karena kekerasannya. Dalam perkeretaapian, baja karbon digunakan untuk membangun rel dan komponen. Pipa baja karbon mengangkut cairan secara ekstensif dalam industri minyak dan gas.
Tanya Jawab Tentang Baja Karbon vs Baja Ringan
T1: Apa perbedaan utama antara baja Ringan dan Baja Karbon?
Baja karbon memiliki kandungan karbon yang beragam, yang memberikan tingkat kekerasan dan kekuatan yang berbeda, sedangkan baja ringan memiliki kandungan karbon yang lebih rendah, menjadi lebih lembut dan mudah dibentuk.
T2: Bagaimana jumlah karbon memengaruhi sifat baja?
Tingkat kandungan karbon yang tinggi menyebabkan peningkatan kekerasan dan kekuatan pada baja, menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk sifat mekanis.
T3: Mengapa baja ringan lebih serbaguna daripada baja karbon tinggi?
Keserbagunaan baja ringan berasal dari keterjangkauan dan kesesuaiannya untuk berbagai aplikasi.
T4: Bagaimana daya tahan baja ringan dapat ditingkatkan?
Pelapisan dan galvanisasi dapat meningkatkan usia pakai baja ringan.
T5: Industri apa saja yang menggunakan baja karbon sedang?
Baja ringan digunakan pada gandar, roda gigi, dan rel untuk memberikan kekuatan dan keuletan.