Kandungan Karbon dan Sifat Baja: Tangga Karbon

Tangga secara sekilas

Pita karbon	Karakter	Penggunaan umum
Sangat rendah — di bawah 0.10%	Lunak, sangat mudah dibentuk, dilas tanpa tindakan pencegahan	Lembaran deep-drawn, strip, kawat, paku keling; baja interstitial-free (IF) berada di bagian bawah pita ini
Rendah — 0.10–0.25%	Andalan struktural yang dapat dilas: keuletan baik, kekuatan sedang, respons pengerasan terbatas	Profil dan pelat struktural (wilayah S235–S355), pipa, fabrikasi umum
Menengah — 0.25–0.60%	Merespons kuat terhadap quenching dan tempering; pita untuk permesinan	Poros, roda gigi, as: C45/1045 pada sekitar 0.45%, 4140 pada sekitar 0.40%
Tinggi — 0.60–1.00%	Pegas, komponen aus, dan tepi potong; pengelasan menjadi prosedur spesialis	Baja pegas (kira-kira 0.5–0.8%), baja rel, tali kawat, pisau
Sangat tinggi — di atas 1.00%	Volume karbida dan kekerasan as-quenched maksimum; getas tanpa tempering yang hati-hati	Baja perkakas dan cetakan (D2 mengandung sekitar 1.5%), kikir, race bantalan pada sekitar 1.0%

Apa yang dikendalikan karbon

Batas atas kekerasan. Karbon menetapkan kekerasan maksimum yang dapat dicapai baja ketika di-quench sepenuhnya. Hubungannya curam pada awalnya, kemudian jenuh: baja dengan sekitar 0.20% karbon mencapai kira-kira 45 HRC paling baik, sedangkan baja dengan sekitar 0.60% karbon dapat mencapai pertengahan 60-an HRC. Di luar kira-kira 0.6–0.8%, karbon tambahan menambah karbida tahan aus, bukan kekerasan yang lebih tinggi.

Kedalaman pengerasan adalah pertanyaan yang berbeda. Seberapa dalam kekerasan tersebut menembus — kemampuan pengerasan — dibeli dengan mangan, kromium, molibdenum, atau jejak boron, bukan dengan karbon. Mengacaukan keduanya adalah kesalahan spesifikasi klasik: baja karbon tinggi polos tetap dapat melunak beberapa milimeter di bawah permukaan penampang yang tebal.

Kemampuan las berjalan ke arah sebaliknya. Ketika karbon naik, zona yang terpengaruh panas menjadi lebih keras dan lebih mudah retak. Industri menyatakan hal ini dengan ekivalen karbon, paling umum rumus IIW CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Baja dengan CE rendah dapat dilas dengan bebas; ketika CE naik di atas kira-kira 0.40–0.45, pemanasan awal, pengendalian masukan panas, dan praktik rendah hidrogen menjadi perlu — itulah mengapa grade struktural membatasi karbon jauh di dalam pita rendah.

Ketangguhan dan keuletan menurun secara mantap saat menaiki tangga: perpanjangan dan energi impak pada kekuatan tertentu paling tinggi pada pita karbon rendah, dan baja karbon tinggi memperoleh kekerasannya dengan kegetasan yang kemudian harus dibeli kembali melalui tempering.

Memilih anak tangga

Aturan kerjanya adalah membeli karbon tidak lebih dari yang dibelanjakan oleh aplikasi. Struktur las tetap rendah; komponen yang akan dikeraskan menyeluruh dan di-temper berada di pita menengah; hanya komponen yang dibayar dengan umur aus atau umur tepi — pegas, rel, perkakas — yang membenarkan anak tangga tinggi dan biaya fabrikasinya. Nama grade sering menyelipkan jawabannya: dalam penunjukan seperti C45, 1045, atau S45C, angka tersebut adalah karbon nominal dalam perseratus persen.