HIGH ALLOY STEEL(Baja Paduan Tinggi)

A. PengertianBaja paduan tinggi adalah baja yang mengandung sebuah unsur lain atau lebih dengan kadar yang berlebih daripada karbon biasanya dalam baja karbon dengan unsur paduan di atas 10%.

B. Unsur Ikatan KimiaKandungan Baja Paduan Tinggi, diantaranya bias dipadukan dengan :

Carbon (C)

Mangan (Mn)

Sulphur (S)

Phospor (P)

Silicon (Si)

Molibdenum(M)

Wolfram (W)

Vanadium (V)

Tembaga (Cu)

Dll.

C. Struktur Mikro pada baja paduan tinggi

a. Ferrite ialah suatu komposisi logam yang mempunyai batas maksimum kelarutan

Carbon 0,025%C pada temperature 723 Derajat Celcius, struktur kristalnya BCC

(Body Center Cubic) dan pada temperature kamar mempunyai batas kelarutan

Carbon 0,008%C.

BAJA

PADUAN

BAJABesi(Fe) + Karbon(C)UNSUR LOGAM

LAIN( 10 % < )

b. Austenite ialah suatu larutan padat yang mempunyai batas maksimum kelarutan

Carbon 2%C pada temperature 1130 Derajat Celcius, struktur kristalnya FCC (Face

Center Cubic).

c. Cementid ialah suatu senyawa yang terdiri dari unsur Fe dan C dengan

perbandingan tertentu (mempunyai rumus empiris) dan struktur kristalnya

Orthohombic.

d. Lediburite ialah campuran Eutectic antara besi Gamma dengan Cementid yang

dibentuk pada temperature 1130 Derajat Celcius dengan kandungan Carbon 4,3%C.

D. Proses Pembuatan

E. Klasifikasi Berdasarkan persentase paduannya :

Baja paduan tinggi ( High alloy steel )

Misal : Baja M3-1 (AISI) mempunyai kandungan unsur : 1,25%C; 4,5%Cr; 6,2%Mo; 6,7%W; 3,3%V.

Berdasarkan jumlah komponennya :

Baja tiga komponen

Terdiri satu unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C.

Baja empat komponen atau lebih

Terdiri dua unsur atau lebih pemadu dalam penambahan Fe dan C. Sebagai contoh baja paduan yang terdiri: 0,35% C, 1% Cr,3% Ni dan 1% Mo.

Berdasarkan strukturnya:

Baja martensit

Unsur pemadunya lebih dari 5 %, sangat keras dan sukar dimesin

Baja austenit

Terdiri dari 10 – 30% unsur pemadu tertentu (Ni, Mn atau CO) Misalnya : Baja tahan karat (Stainless steel), nonmagnetic dan baja tahan panas (heat resistant steel).

Karbid atau ledeburit

Terdiri sejumlah karbon dan unsur-unsur pembentuk karbid (Cr, W, Mn, Ti, Zr).

Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifatnya :

Baja konstruksi (structural steel)

Baja perkakas (tool steel)

High Speed Steel (HSS) merupakan bagian Tool steel, HSS memilki kadar karbon yang relative lebih tinggi ,Tungsten, Molybdenum, Vanadium, Chromium, Unsur Nickel dan Manganese.

Baja Paduan dengan Sifat Khusus :

Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

High Strength Low Alloy Steel (HSLS)

Baja Perkakas (Tool Steel)

F. Sifat Mekanis Baja Paduan

Kekuatan

Penambahan logam (Ni, Cr, Molibdenum) dengan komposisi sesuai akan menambah kekuatan baja

Batas mulur (Plastisitas)

Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan untukberubah bentuk secara permanen setelah diberi beban. Logam yang ditambahkan berupa nikel, vanadium, titanium, tungsten, chrome dsb akan meningkatkan nilai batas mulur.

Elasisitas

Adanya penambahan logam pada baja akan meningkatkan kemampuan elastisitasnya dengan nilai modulus elastisitas yang lebih besar dari sebelumnya.

Kekuatan Tarik

Logam Ni dan Cr merupakan bahan yang biasa ditambahankan untuk meningkatkan kemampuan menahan tariakan, selain sebagai penambah kekutan tekan.

Keuletan

Baja dengan kandungan karbon rendah memiliki keuletan yang tinggi, sehingga dengan paduan logam lain kadar karbonnya akan turun. Selain itu, kandungan fosfor pada baja paduan yang rendah akan meningkatkan keuletannya.

Efek utama elemen paduan utama untuk baja [8]

Elemen Persentase Fungsi utama

Tembaga 0.1–0.4 Tahan Korosi

Molybdenum 0.2–5 Stabil karbida; menghambat pertumbuhan butir

Nikel 2–5 Toughener

12–20 Tahan terhadap Korosi

Silicon

0.2–0.7 Meningkatkan kekuatan

2 Spring Baja

Persentase tinggi Memperbaiki sifat-sifat magnetik

Titanium - Perbaikan karbon dalam partikel inert; mengurangi kekerasan di krom martensit baja

Tungsten - Kekerasan pada temperatur tinggi

Vanadium 0.15 Menstabil karbida; meningkatkan kekuatan sementara tetap mempertahankan keuletan;

G. Sifat Fisik

memiliki tensile strength yang tinggi,

anti bocor,

tahan terhadap abrasi,

mudah dibentuk,

tahan terhadap korosi,

H. Sifat Pengaruh Lingkungan

Baja paduan akan memiliki ketahanan terhadap korosi jika dicampur dengan Tembaga yang berkisar 0,5-1,5% tembaga pada 99,95-99,85 % Fe, dengan Chromium, atau dicampur dengan Nikel.

Penambahan Molibdenum akan memperbaiki baja menjadi tahan terhadap suhu tinggi,liat dan kuat . Penambahan Wolfram dan penambahan Kobalt juga memberikan pengaruh yang sama seperti pada penambahan Molibdenum yaitu membuat baja paduan tahan terhadap suhu tinggi

I. Standardisasi dan Pengkodean

• AISI, American Iron Steel Institute

• SAE, Society for Automotive Engineering

• UNS (Unified Numbering System)

• ASTM, American Standard for Testing and Material

• JIS, Japanese Industrial Standard

• DIN, Deutsches Institut fur Normung

a. Cara Pengkodean Baja Menurut AISI atau SAE

SAE designation Composition

13xx Mn 1.75%

40xx Mo 0.20% or 0.25% or 0.25% Mo & 0.042% S

41xx Cr 0.50% or 0.80% or 0.95%, Mo 0.12% or 0.20% or 0.25% or 0.30%

43xx Ni 1.82%, Cr 0.50% to 0.80%, Mo 0.25%

44xx Mo 0.40% or 0.52%

46xx Ni 0.85% or 1.82%, Mo 0.20% or 0.25%

47xx Ni 1.05%, Cr 0.45%, Mo 0.20% or 0.35%

48xx Ni 3.50%, Mo 0.25%

50xx Cr 0.27% or 0.40% or 0.50% or 0.65%

50xxx Cr 0.50%, C 1.00% min

50Bxx Cr 0.28% or 0.50%

51xx Cr 0.80% or 0.87% or 0.92% or 1.00% or 1.05%

51xxx Cr 1.02%, C 1.00% min

51Bxx Cr 0.80%

52xxx Cr 1.45%, C 1.00% min

61xx Cr 0.60% or 0.80% or 0.95%, V 0.10% or 0.15% min

86xx Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.20%

87xx Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.25%

88xx Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.35%

92xx Si 1.40% or 2.00%, Mn 0.65% or 0.82% or 0.85%, Cr 0.00% or 0.65%

b. Cara pengkodean lainnya

ASTM A 582/A 582M-95b (2000)

Grade 303Se

JIS G 4303:1998

Grade SUS 304

ASTM JIS

DIN X45CrSi9

DIN