Baja pada dasarnya adalah besi dan karbon yang dicampur dengan unsur-unsur tambahan tertentu. Proses paduan digunakan untuk mengubah komposisi kimia baja dan meningkatkan sifatnya lebih dari baja karbon atau menyesuaikannya untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu.
Manfaat Baja Paduan Agen:
Elemen paduan yang berbeda masing-masing memiliki efeknya sendiri pada sifat-sifat baja. Beberapa properti yang dapat ditingkatkan melalui paduan meliputi:
- Menstabilkan austenit : Unsur seperti nikel , mangan , kobalt , dan tembaga meningkatkan kisaran suhu di mana austenit ada.
- Menstabilkan ferit : Kromium , tungsten , molibdenum , vanadium, aluminium , dan silikon dapat memiliki efek menurunkan kelarutan karbon dalam austenit. Hal ini menghasilkan peningkatan jumlah karbida dalam baja dan menurunkan rentang temperatur di mana austenit ada.
- Pembentukan karbida : Banyak logam ringan, termasuk kromium , tungsten, molibdenum, titanium , niobium, tantalum dan zirkonium, membentuk karbida kuat yang - dalam baja - meningkatkan kekerasan dan kekuatan. Baja semacam itu sering digunakan untuk membuat baja perkakas baja kecepatan tinggi dan alat kerja panas.
- Graphitizing : Silikon, nikel, kobalt, dan aluminium dapat menurunkan stabilitas karbida dalam baja, meningkatkan kerusakan dan pembentukan grafit bebas.
- Penurunan konsentrasi eutektoid : Titanium, molibdenum, tungsten, silikon, kromium, dan nikel semuanya menurunkan konsentrasi karbon eutektoid.
- Meningkatkan ketahanan korosi : Aluminium, silikon dan kromium membentuk lapisan oksida pelindung pada permukaan baja, sehingga melindungi logam dari kerusakan lebih lanjut di lingkungan tertentu.
Common Steel Alloying Agent:
Di bawah ini adalah daftar elemen paduan yang umum digunakan dan efeknya pada baja (konten standar dalam tanda kurung):
- Aluminium (0,95-1,30%): Sebuah deoxidizer. Digunakan untuk membatasi pertumbuhan butir austenit.
- Boron (0,001-0,003%): Sebuah zat pengerasan yang meningkatkan deformabilitas dan machinability. Boron ditambahkan pada baja yang sepenuhnya mati dan hanya perlu ditambahkan dalam jumlah yang sangat kecil untuk memiliki efek pengerasan. Penambahan boron paling efektif dalam baja karbon rendah.
- Chromium (0,5-18%): Komponen utama baja tahan karat. Lebih dari 12 persen konten, kromium secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi. Logam ini juga meningkatkan kekerasan, kekuatan, respons terhadap perlakuan panas dan ketahanan aus.
- Cobalt : Meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dan permeabilitas magnetik.
- Tembaga (0,1-0,4%): Paling sering ditemukan sebagai agen residu dalam baja, tembaga juga ditambahkan untuk menghasilkan sifat pengerasan presipitasi dan meningkatkan ketahanan korosi.
- Timbal : Meskipun hampir tidak larut dalam cairan atau baja padat, timbal kadang-kadang ditambahkan ke baja karbon melalui dispersi mekanis selama penuangan untuk meningkatkan machinability.
- Mangan (0,25-13%): Meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dengan menghilangkan pembentukan sulfida besi. Mangan juga meningkatkan kekerasan, keuletan dan ketahanan aus. Seperti nikel, mangan adalah elemen pembentuk austenit dan dapat digunakan dalam Seri AISI 200 baja tahan karat Austenitik sebagai pengganti nikel.
- Molibdenum (0,2-5,0%): Ditemukan dalam jumlah kecil pada baja tahan karat, molibdenum meningkatkan kekerasan dan kekuatan, terutama pada suhu tinggi. Sering digunakan dalam baja austenitik krom-nikel, molibdenum melindungi terhadap korosi sumuran yang disebabkan oleh klorida dan bahan kimia sulfur.
- Nikel (2-20%): Unsur paduan lainnya yang penting untuk baja tahan karat, nikel ditambahkan pada lebih dari 8% konten ke baja kromium stainless tinggi. Nikel meningkatkan kekuatan, kekuatan dan ketangguhan impak, sementara juga meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi dan korosi. Ini juga meningkatkan ketangguhan pada suhu rendah ketika ditambahkan dalam jumlah kecil.
- Niobium : Memiliki manfaat menstabilkan karbon dengan membentuk karbida keras dan, jadi, sering ditemukan pada baja suhu tinggi. Dalam jumlah kecil, niobium secara signifikan dapat meningkatkan kekuatan luluh dan, pada tingkat yang lebih rendah, kekuatan tarik baja serta memiliki pengerasan moderat memperkuat efeknya.
- Nitrogen : Meningkatkan stabilitas austenit dari baja tahan karat dan meningkatkan kekuatan luluh pada baja semacam itu.
- Fosfor: Fosfor sering ditambahkan dengan sulfur untuk meningkatkan machinability pada baja paduan rendah. Itu juga menambah kekuatan dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
- Selenium : Meningkatkan machinability.
- Silikon (0,2-2,0%): Metaloid ini meningkatkan kekuatan, elastisitas, ketahanan asam dan menghasilkan ukuran butir yang lebih besar, sehingga mengarah ke permeabilitas magnetik yang lebih besar. Karena silikon digunakan dalam agen deoksidasi dalam produksi baja , silikon hampir selalu ditemukan dalam beberapa persen di semua tingkat baja.
- Sulphur (0,08-0,15%): Ditambahkan dalam jumlah kecil, belerang meningkatkan machinability tanpa menghasilkan panas yang pendek. Dengan penambahan shortness mangan panas semakin berkurang karena fakta bahwa sulfida mangan memiliki titik leleh yang lebih tinggi daripada sulfida besi.
- Titanium : Meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi sementara membatasi ukuran butir austenit. Pada 0,25-0,60 persen kandungan titanium, karbon bergabung dengan titanium, memungkinkan kromium tetap berada di batas butir dan menahan oksidasi.
- Tungsten : Menghasilkan karbida yang stabil dan memurnikan ukuran butir sehingga dapat meningkatkan kekerasan, terutama pada suhu tinggi.
- Vanadium (0,15%): Seperti titanium dan niobium, vanadium dapat menghasilkan karbida stabil yang meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi. Dengan mempromosikan struktur butir halus, keuletan dapat dipertahankan.
- Zirkonium (0,1%): Meningkatkan kekuatan dan membatasi ukuran butir. Kekuatan dapat meningkat terutama pada suhu yang sangat rendah (di bawah titik beku). Baja yang mengandung zirkonium hingga sekitar 0,1% konten akan memiliki ukuran butir yang lebih kecil dan menahan fraktur.
Sumber: SubsTech. Zat & Teknologi. Pengaruh Elemen Paduan pada Properti Baja. (www.substech.com) Chase Alloys. Efek Elemen Paduan di Baja. (www.chasealloys.co.uk)
Ikuti Terence di Google+