Bagian baja karbon

Deskripsi Singkat:

Istilah baja karbon juga dapat digunakan untuk merujuk pada baja yang bukan baja tahan karat;dalam penggunaan ini baja karbon dapat mencakup baja paduan.Baja karbon tinggi memiliki banyak kegunaan berbeda seperti mesin penggilingan, alat pemotong (seperti pahat) dan kabel berkekuatan tinggi.

Kirim email ke kami

Rincian produk

Label Produk

Instruksi bagian baja karbon

Baja karbon adalah baja dengan kandungan karbon sekitar 0,05 hingga 3,8 persen beratnya.Definisi baja karbon dari American Iron and Steel Institute (AISI) menyatakan:
1. tidak ada kandungan minimum yang ditentukan atau diwajibkan untuk kromium, kobalt, molibdenum, nikel, niobium, titanium, tungsten, vanadium, zirkonium, atau elemen lain apa pun yang ditambahkan untuk mendapatkan efek paduan yang diinginkan;
2. minimum yang ditentukan untuk tembaga tidak melebihi 0,40 persen;
3. atau kandungan maksimum yang ditentukan untuk salah satu unsur berikut tidak melebihi persentase yang disebutkan: mangan 1,65 persen;silikon 0,60 persen;tembaga 0,60 persen.
Istilah baja karbon juga dapat digunakan untuk merujuk pada baja yang bukan baja tahan karat;dalam penggunaan ini baja karbon dapat mencakup baja paduan.Baja karbon tinggi memiliki banyak kegunaan berbeda seperti mesin penggilingan, alat pemotong (seperti pahat) dan kabel berkekuatan tinggi.Aplikasi ini memerlukan struktur mikro yang lebih halus, sehingga meningkatkan ketangguhan.

Perlakuan panas pada bagian baja karbon

Ketika kandungan persentase karbon meningkat, baja memiliki kemampuan untuk menjadi lebih keras dan kuat melalui perlakuan panas;namun, ia menjadi kurang ulet.Terlepas dari perlakuan panasnya, kandungan karbon yang lebih tinggi mengurangi kemampuan las.Pada baja karbon, semakin tinggi kandungan karbon maka semakin rendah titik lelehnya.

Tujuan dari perlakuan panas baja karbon adalah untuk mengubah sifat mekanik baja, biasanya keuletan, kekerasan, kekuatan luluh, atau ketahanan benturan.Perhatikan bahwa konduktivitas listrik dan termal hanya sedikit berubah.Seperti kebanyakan teknik penguatan baja, modulus Young (elastisitas) tidak terpengaruh.Semua perlakuan baja memperdagangkan keuletan untuk meningkatkan kekuatan dan sebaliknya.Besi memiliki kelarutan yang lebih tinggi terhadap karbon dalam fase austenit;oleh karena itu semua perlakuan panas, kecuali spheroidizing dan proses anil, dimulai dengan memanaskan baja hingga suhu di mana fase austenitik dapat ada.Baja tersebut kemudian didinginkan (ditarik keluar) dengan kecepatan sedang hingga rendah sehingga memungkinkan karbon berdifusi keluar dari austenit membentuk besi-karbida (sementit) dan meninggalkan ferit, atau dengan kecepatan tinggi, memerangkap karbon di dalam besi sehingga membentuk martensit. .Laju pendinginan baja melalui suhu eutektoid (sekitar 727 °C) mempengaruhi laju difusi karbon keluar dari austenit dan membentuk sementit.Secara umum, pendinginan yang cepat akan membuat besi karbida terdispersi halus dan menghasilkan perlit berbutir halus, sedangkan pendinginan perlahan akan menghasilkan perlit yang lebih kasar.Mendinginkan baja hipoeutektoid (kurang dari 0,77% berat C) menghasilkan struktur lamelar-pearlitik lapisan besi karbida dengan α-ferit (besi hampir murni) di antaranya.Jika baja hipereutektoid (lebih dari 0,77% berat C) maka strukturnya merupakan perlit penuh dengan butiran kecil (lebih besar dari lamela perlit) sementit yang terbentuk pada batas butir.Baja eutektoid (karbon 0,77%) akan memiliki struktur perlit di seluruh butirannya tanpa sementit pada batasnya.Jumlah relatif konstituen ditentukan dengan menggunakan aturan pengungkit.Berikut ini adalah daftar jenis perlakuan panas yang mungkin dilakukan.

Bagian baja karbon versus bagian baja paduan

Baja paduan adalah baja yang dicampur dengan berbagai elemen dalam jumlah total antara 1,0% dan 50% berat untuk meningkatkan sifat mekaniknya.Baja paduan dibagi menjadi dua kelompok: baja paduan rendah dan baja paduan tinggi.Perbedaan antara keduanya masih diperdebatkan.Smith dan Hashemi mendefinisikan perbedaannya sebesar 4,0%, sementara Degarmo, dkk., mendefinisikannya sebesar 8,0%.Umumnya, frasa "baja paduan" mengacu pada baja paduan rendah.

Sebenarnya, setiap baja adalah paduan, namun tidak semua baja disebut "baja paduan".Baja paling sederhana adalah besi (Fe) yang dicampur dengan karbon (C) (sekitar 0,1% hingga 1%, tergantung jenisnya).Namun, istilah "baja paduan" adalah istilah standar yang mengacu pada baja dengan unsur paduan lain yang sengaja ditambahkan selain karbon.Paduan yang umum termasuk mangan (yang paling umum), nikel, kromium, molibdenum, vanadium, silikon, dan boron.Paduan yang kurang umum termasuk aluminium, kobalt, tembaga, cerium, niobium, titanium, tungsten, timah, seng, timbal, dan zirkonium.

Berikut ini adalah serangkaian peningkatan sifat baja paduan (dibandingkan dengan baja karbon): kekuatan, kekerasan, ketangguhan, ketahanan aus, ketahanan terhadap korosi, kemampuan pengerasan, dan kekerasan panas.Untuk mencapai beberapa sifat yang ditingkatkan ini, logam mungkin memerlukan perlakuan panas.

Beberapa di antaranya digunakan dalam aplikasi yang eksotik dan sangat menuntut, seperti pada bilah turbin mesin jet, dan dalam reaktor nuklir.Karena sifat feromagnetik besi, beberapa paduan baja mempunyai aplikasi penting dimana responnya terhadap magnet sangat penting, termasuk pada motor listrik dan transformator.

Perlakuan panas pada bagian baja karbon

Spheroidisasi
Spheroidite terbentuk ketika baja karbon dipanaskan hingga sekitar 700 °C selama lebih dari 30 jam.Spheroidite dapat terbentuk pada suhu yang lebih rendah tetapi waktu yang dibutuhkan meningkat secara drastis, karena proses ini dikendalikan oleh difusi.Hasilnya adalah struktur batang atau bola sementit di dalam struktur primer (ferit atau perlit, bergantung pada sisi eutektoid mana Anda berada).Tujuannya adalah untuk melunakkan baja karbon tinggi dan memungkinkan sifat mampu bentuk yang lebih besar.Ini adalah bentuk baja yang paling lunak dan paling ulet.

Anil penuh
Baja karbon dipanaskan hingga kira-kira 40 °C di atas Ac3 atau Acm selama 1 jam;ini memastikan semua ferit berubah menjadi austenit (walaupun sementit mungkin masih ada jika kandungan karbonnya lebih besar daripada eutektoid).Baja kemudian harus didinginkan secara perlahan, pada suhu 20 °C (36 °F) per jam.Biasanya hanya tungku yang didinginkan, dimana tungku dimatikan dengan baja masih di dalamnya.Hal ini menghasilkan struktur perlit yang kasar, yang berarti "pita" perlitnya tebal.Baja yang dianil penuh bersifat lunak dan ulet, tanpa tekanan internal, yang sering kali diperlukan untuk pembentukan yang hemat biaya.Hanya baja spheroidized yang lebih lunak dan ulet.

Proses anil
Suatu proses yang digunakan untuk menghilangkan tegangan pada baja karbon pengerjaan dingin dengan suhu kurang dari 0,3% C. Baja biasanya dipanaskan hingga suhu 550–650 °C selama 1 jam, tetapi terkadang suhu mencapai 700 °C.Gambar di sebelah kanan [klarifikasi diperlukan] menunjukkan area di mana proses anil terjadi.

Anil isotermal
Ini adalah proses di mana baja hipoeutektoid dipanaskan di atas suhu kritis atas.Suhu ini dipertahankan untuk sementara waktu dan kemudian diturunkan hingga di bawah suhu kritis yang lebih rendah dan dipertahankan kembali.Kemudian didinginkan hingga suhu kamar.Metode ini menghilangkan gradien suhu apa pun.

Normalisasi
Baja karbon dipanaskan hingga kira-kira 55 °C di atas Ac3 atau Acm selama 1 jam;ini memastikan baja sepenuhnya berubah menjadi austenit.Baja tersebut kemudian didinginkan dengan udara, dengan laju pendinginan kira-kira 38 °C (100 °F) per menit.Hal ini menghasilkan struktur perlitik yang halus, dan struktur yang lebih seragam.Baja yang dinormalisasi memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada baja yang dianil;ia memiliki kekuatan dan kekerasan yang relatif tinggi.

Pendinginan
Baja karbon dengan setidaknya 0,4% berat C dipanaskan hingga suhu normal dan kemudian didinginkan dengan cepat (dipadamkan) dalam air, air garam, atau minyak hingga suhu kritis.Temperatur kritis bergantung pada kandungan karbon, namun secara umum suhu kritis akan lebih rendah seiring dengan meningkatnya kandungan karbon.Hal ini menghasilkan struktur martensit;suatu bentuk baja yang memiliki kandungan karbon super jenuh dalam struktur kristal body-centered cube (BCC), yang disebut body-centered tetragonal (BCT), dengan banyak tekanan internal.Jadi baja yang dipadamkan sangat keras tetapi rapuh, biasanya terlalu rapuh untuk tujuan praktis.Tegangan internal ini dapat menyebabkan retakan tegangan pada permukaan.Baja yang dipadamkan kira-kira tiga kali lebih keras (empat kali lebih banyak karbon) dibandingkan baja yang dinormalisasi.

Martempering (marquenching)
Martempering sebenarnya bukan prosedur tempering, oleh karena itu istilah marquenching.Ini adalah bentuk perlakuan panas isotermal yang diterapkan setelah pendinginan awal, biasanya dalam penangas garam cair, pada suhu tepat di atas "suhu awal martensit".Pada suhu ini, tegangan sisa di dalam material dihilangkan dan beberapa bainit dapat terbentuk dari sisa austenit yang tidak sempat berubah menjadi apa pun.Dalam industri, ini adalah proses yang digunakan untuk mengontrol keuletan dan kekerasan suatu material.Dengan marquenching yang lebih lama, keuletan meningkat dengan kehilangan kekuatan yang minimal;baja ditahan dalam larutan ini sampai suhu bagian dalam dan luar menjadi seimbang.Kemudian baja didinginkan dengan kecepatan sedang untuk menjaga gradien suhu minimal.Proses ini tidak hanya mengurangi tegangan internal dan retakan tegangan, namun juga meningkatkan ketahanan benturan.

Tempering
Ini adalah perlakuan panas yang paling umum ditemui, karena sifat akhir dapat ditentukan secara tepat oleh suhu dan waktu temper.Tempering melibatkan pemanasan kembali baja yang telah dipadamkan hingga suhu di bawah suhu eutektoid kemudian didinginkan.Temperatur yang tinggi memungkinkan terbentuknya spheroidit dalam jumlah yang sangat kecil, yang mengembalikan keuletan, tetapi mengurangi kekerasan.Suhu dan waktu sebenarnya dipilih dengan cermat untuk setiap komposisi.

Austempering
Proses austempering sama dengan martempering, hanya saja pendinginannya dihentikan dan baja ditahan dalam penangas garam cair pada suhu antara 205 °C dan 540 °C, lalu didinginkan pada kecepatan sedang.Baja yang dihasilkan, disebut bainit, menghasilkan struktur mikro berbentuk jarum pada baja yang memiliki kekuatan besar (tetapi lebih kecil dari martensit), keuletan lebih besar, ketahanan benturan lebih tinggi, dan distorsi lebih sedikit dibandingkan baja martensit.Kerugian dari austempering adalah hanya dapat digunakan pada beberapa baja, dan memerlukan penangas garam khusus.